发布日期：2023年 | 最后审阅日期：2026年5月
U937细胞——单核细胞白血病研究的模型及其进展
U937细胞系是生物医学研究中广泛应用的体外模型，源自促单核细胞谱系，为骨髓细胞的细胞动力学研究提供了宝贵的见解。 本文深入探讨了U937细胞系的起源、一般特征及其广泛应用，该细胞系对于理解免疫细胞（特别是在急性髓系白血病（AML）背景下）的分子机制和信号传导通路至关重要。
- 培养基
U937细胞培养使用RPMI 1640培养基。该培养基中添加了2.0 mM L-谷氨酰胺、2.0 g/L NaHCO₃、2.0 g/L L-葡萄糖以及10% FBS，以确保细胞获得最佳生长。 培养基每周更换1至2次。 - 倍增时间
U937细胞的平均细胞数倍增时间为36小时。但实际倍增时间可能在48至72小时之间。 - 生长类型
U937巨噬细胞呈圆形，以悬浮培养方式生长。 - 生物安全等级
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U937细胞的来源与一般特征
本节将阐述U937细胞系的起源及其基本特征。您将了解U937白血病细胞系的本质、细胞特征、来源，以及使其成为研究中关键模型的核心特性。
U937细胞由Sundstrom和Nilsson于1976年从一名37岁患有泛发性组织细胞性淋巴瘤的白人男性的胸腔积液中建立，具有独特的促单核细胞表型[1]。 这些细胞具有单核细胞-巨噬细胞类型的典型形态，呈圆形结构，平均直径约为14 μm，其表面表达人DC-SIGN蛋白等标志物，这对它们在免疫学研究中的作用至关重要。 U937细胞系在受到特定刺激后能够分化为各种免疫细胞——包括单核细胞、巨噬细胞甚至树突状细胞——这一特性备受关注，为探索细胞分化过程提供了一个动态系统。
U937细胞的特性还包括能够表达成釉蛋白（amelogenin），该标志物常用于循环前体细胞的研究以及异常染色体（特别是16号染色体部分）的评估，这奠定了其在“癌症细胞系百科全书”（Cancer Cell Line Encyclopedia）中作为丰富资源的地位。 通过三维细胞培养和先进成像等技术，U937细胞能够模拟近乎体内（near-vivo）的条件，使研究人员能够在更符合生理学特征的环境中观察细胞的行为及其相互作用。
U937细胞系：培养信息
掌握以下关于U937细胞培养的关键要点，可使您的工作更轻松、更高效。您将了解到：U937细胞的倍增时间是多少？U937细胞系属于贴壁型还是悬浮型？U937培养基是什么？如何培养U937细胞？
U937细胞培养要点
细胞倍增时间：
U937细胞的平均细胞倍增时间为36小时。但实际范围可能在48至72小时之间。
贴壁还是悬浮：
U937巨噬细胞呈圆形，属于悬浮培养细胞。
接种密度：
建议U937细胞的接种密度为1 × 10⁵个细胞/mL。悬浮细胞无需传代溶液，只需用新鲜培养基稀释并计数，然后按所需细胞密度接种到新的培养瓶中。
培养基：
U937细胞培养使用RPMI 1640培养基。为获得最佳细胞生长效果，该培养基需补充2.0 mM L-谷氨酰胺、2.0 g/L NaHCO₃、2.0 g/L L-葡萄糖及10% FBS。 培养基每周更换1至2次。
培养条件（温度、CO₂）：
U937细胞培养需在37°C加湿培养箱中进行，并保持5%的CO₂浓度以实现最佳生长。
储存：
U937细胞应保存在液氮的蒸汽相中或-150°C以下的温度下，以长期维持细胞活力。
冷冻过程与培养基：
冷冻人巨噬细胞系U937时，应使用CM-1或CM-ACF冷冻培养基。建议采用慢速冷冻法（温度以1°C为单位逐步降低），以最大限度地保护细胞存活率。
解冻过程：
将冷冻试管置于37°C水浴中，直至仅剩一小块冰块。向细胞中加入新鲜培养基并进行离心。弃去培养基，将细胞沉淀重新悬浮后转移至新的培养瓶中。U937细胞的冷冻复苏速度相对较快。
生物安全等级：
建议在1级生物安全实验室环境中进行U937细胞培养。
U937细胞的优缺点
U937细胞兼具独特的优缺点，这使其成为一种理想的研究工具。下文将探讨U937细胞培养的主要优缺点。
优点
U937细胞系的主要优点包括：
- 稳定性更高：与原代血液白血病细胞相比，U937细胞系因其源自组织细胞而表现出较高的稳定性。此外，这些细胞可无限期培养且遗传上均一，因此可作为研究的便捷模型。
- 分化能力：在受到刺激时，U937细胞能够分化为单核细胞、巨噬细胞或树突状细胞等其他免疫细胞。这有助于理解引发免疫应答的细胞机制。
- 易于维护：U937细胞在研究实验室中易于培养和维护。培养U937细胞无需遵循复杂的程序或操作规程。
缺点
以下是与 U937 细胞系相关的一些缺点。
- 染色体异常：U937细胞存在包括易位在内的染色体畸变。这可能会影响实验结果及结果的可重复性。
U937 单核细胞系，用于免疫学和血液学研究
U937细胞系在研究中的应用
U937细胞是一种组织细胞淋巴瘤细胞系，是各类生物学研究中不可或缺的模型。由于其在特定条件下能够分化为巨噬细胞样细胞，因此在骨髓系细胞研究中备受推崇，尤其是作为巨噬细胞模型。 U937细胞系有助于研究巨噬细胞功能，包括吞噬活性及细胞因子的神经生物学机制，这些对于理解炎症反应和免疫调节至关重要。该细胞系还表现出与原代单核细胞相似的特性，这使研究人员能够深入探究免疫细胞行为的细微差别，同时避免了原代细胞中存在的变异性。
- 细胞遗传学：在细胞遗传学表征领域，U937细胞在研究第11号染色体和第16号染色体部分区域方面发挥了关键作用，特别是在着丝粒捕获和同源染色体行为的研究方面。 研究人员依靠这些细胞来研究基因组重排和基因组不稳定性，这对理解癌症进展的基本原理至关重要，包括U937细胞所源自的组织细胞性淋巴瘤。 该细胞系可提供准确的核型信息，使其成为研究染色体异常和染色体重排（尤其是涉及第20号染色体重排的情况）的绝佳工具。
- 单核细胞/巨噬细胞生物学：U937细胞系是阐明单核细胞和巨噬细胞功能及调控机制的重要模型。这包括对吞噬作用、抗原呈递和细胞因子产生等方面的探索。 值得注意的是，2023年的一项研究利用U937细胞考察了糖巨肽对人类巨噬细胞炎症反应的影响。该研究强调了糖巨肽的抗炎特性，并证实了这些细胞内的细胞因子水平有所降低[2]。
- 癌症研究：在肿瘤学领域，U937细胞对于剖析癌症背后的细胞机制和信号传导通路起着关键作用。它们在抗癌药物筛选和新型癌症疗法的评估中也至关重要。 基于这一应用，一项研究利用U937髓系白血病细胞系评估了新鲜和蒸制羽衣甘蓝汁的抗癌效果。该研究结果表明，这种汁液通过半胱天冬酶依赖性通路促进癌细胞的凋亡活性[3]。
- 毒理学研究：U937细胞还被用于研究环境污染物和各种化学物质的细胞毒性作用。例如，一项研究利用U937细胞系（以及其他细胞系）评估了聚乙烯微塑料的潜在细胞毒性作用[4]。 该研究及其他相关研究凸显了U937细胞在毒理学领域的重要性，为理解物质如何与人类单核细胞相互作用及其对人类健康的潜在影响提供了模型。
通过结合共聚焦激光扫描显微镜技术，研究人员能够可视化并定量分析U937细胞的吞噬活性，从而有助于表型分析其对包括病原体在内的各种刺激的反应。细胞系本体论和准确的核型信息进一步提高了此类研究的精确度。
U937细胞：研究文献
以下是一些以U937细胞为研究对象的、引人注目且具有重要意义的研究。
马格诺弗林通过 MyD88 依赖性通路增强 U937 巨噬细胞中 LPS 激活的促炎反应这项发表于《Planta Medica》（2018年）的研究提出，从Tinospora crispa植物中提取的一种主要生物活性代谢物，在增强U937巨噬细胞的免疫应答方面具有巨大潜力。
Peganum harmala种子提取物对U937单核细胞和巨噬细胞中一氧化氮的影响该研究论文于2020年发表在《国际医学实验室杂志》（International Journal of Medical Laboratory）上。研究人员评估了Peganum harmala种子提取物对U937单核细胞和巨噬细胞中一氧化氮生成的潜在影响。
聚乙烯微塑料对人类来源细胞系的潜在毒性评估这项发表于《总体环境科学》（2022年）的研究评估了环境污染物（即聚乙烯微塑料）对U937、THP-1及其他三个人源细胞系的潜在细胞毒性作用。
三叶荨麻（Vitex trifolia L.）叶提取物及植物成分对人U937巨噬细胞中细胞因子产生的影响该研究于2020年发表在《BMC补充医学与疗法》期刊上。研究探讨了由三叶荨麻（Vitex trifolia L.）叶片制备的不同提取物对U937巨噬细胞中细胞因子产生的影響。
低剂量电离辐射暴露抑制体外人原代角质形成细胞和U937细胞系的细胞周期及蛋白质合成通路。该文章发表于《PLOS One》期刊 （2018年）探讨了低剂量电离辐射对U937细胞系和原代角质形成细胞的潜在影响。
U937细胞系相关资源：操作指南、视频等
U937细胞是广泛应用的研究工具。此处列举了一些介绍U937细胞培养与分化方案的宝贵资源：
- U937分化操作规程：该文档包含U937细胞的分化操作规程。此外，还包含U937人髓系白血病细胞的培养操作规程
- 悬浮细胞传代：这是一段视频，展示了U937等悬浮细胞系的通用传代操作流程。
- U937细胞系：该网站包含大量关于U937细胞的信息，详细介绍了U937单核细胞和巨噬细胞的传代、冷冻及解冻操作规程。
U937细胞系研究应用常见问题解答
参考文献
- Chanput, W., V. Peters 和 H. Wichers，《THP-1 和 U937 细胞》。《食品生物活性物质对健康的影响：体外和离体模型》，2015 年：第 147-159 页。
- Córdova-Dávalos, L.E. 等，《糖巨肽对 U937 巨噬细胞炎症反应的保护作用》。《食品》，2023 年，12(7)：第 1528 页。
- Pungpuag, S.，S. Boonpangrak 和 Y. Suwanwong，《新鲜及蒸制中国羽衣甘蓝汁对 U937 细胞系的抗白血病作用及其通过半胱天冬酶依赖性途径产生的促凋亡效应》，《Foods》，2023年。 12(7): 第 1471 页。
- Gautam, R. 等，聚乙烯微塑料对人类来源细胞系的潜在毒性评估。《总体环境科学》，2022年。838期：第156089页。
- Chanput, W., J.J. Mes 和 H.J. Wichers，《THP-1细胞系：一种用于免疫调节研究的体外细胞模型》。《国际免疫药理学》，2014年。23(1)：第37-45页。