4T1细胞——乳腺癌细胞研究与应用的核心见解
4T1是一种可移植的小鼠乳腺癌细胞系。它作为遗传特征与人类乳腺癌相同的体外肿瘤模型,被广泛用于研究人类乳腺癌。 4T1细胞具有很强的侵袭性和致瘤性;它们倾向于从乳腺原发肿瘤部位转移至其他部位,包括肝脏、淋巴结、肺、骨骼和脑部,因此是研究乳腺癌转移的理想模型[1]。
- 培养基
- 4T1细胞的培养使用RPMI 1640培养基。为实现最佳细胞生长,需在培养基中加入10%胎牛血清(FBS)、2.0 g/L碳酸氢钠(NaHCO3)及2.1 mM稳定谷氨酰胺。
- 倍增时间
- 据报道,4T1乳腺癌细胞的平均细胞倍增时间为14小时。
- 生长类型
- 4T1 属于贴壁细胞系。
- 生物安全等级
- BSL-1
4T1细胞的一般特征与来源
在操作细胞系之前,了解其来源和一般特征至关重要。在本节中,我们介绍了 4T1 乳腺癌细胞的基础知识。例如,什么是 4T1 细胞?4T1 细胞系具有哪些特征?4T1 细胞系的来源是什么? 4T1细胞系的形态特征是什么?
- 4T1是一种源自BALB/c品系小鼠自发性乳腺肿瘤的乳腺肿瘤细胞系。这些高度侵袭性和致瘤性的细胞在生长和转移扩散方面与人类乳腺癌的行为高度相似。 具体而言,4T1肿瘤模型用于研究三阴性乳腺癌(TNBC)。
- 4T1 细胞为贴壁细胞,具有上皮细胞样形态。
4T1 与 EMT-6 细胞系
4T1 和 EMT-6 是用于三阴性乳腺癌研究的非免疫原性小鼠细胞模型。其中,4T1 比侵袭性较低的 EMT-6 更具侵袭性 [2]。
4T1 与 4T07 细胞
4T07 同样是一种小鼠癌细胞系。4T1 与 4T07 细胞的主要区别在于:4T1 细胞能够离开原发肿瘤部位并扩散形成可见的继发性转移灶,而 4T07 细胞即使离开原发部位也无法形成可见的转移灶 [3]。
4T1细胞系的培养信息
4T1乳腺癌细胞系在生物医学领域具有广泛的研究应用。在培养这些细胞时,您应了解以下关键要点:4T1细胞的倍增时间是多少?如何培养4T1细胞?4T1细胞的接种密度是多少?
4T1细胞培养要点
倍增时间:
据报道,4T1乳腺癌细胞的平均细胞倍增时间为14小时。
贴壁或悬浮培养:
4T1属于贴壁细胞系。
传代倍数:
建议4T1三阴性乳腺癌细胞系的传代比例为1:6和1:8。传代时,用PBS冲洗细胞,并用Accutase酶孵育8至10分钟。通过离心收集解离后的细胞,并将其悬浮于新鲜培养基中。 将重悬的细胞分装至新的培养瓶中进行培养。
培养基:
4T1细胞采用RPMI 1640培养基进行培养。为实现最佳细胞生长,需在培养基中添加10%胎牛血清(FBS)、2.0 g/L碳酸氢钠(NaHCO3)及2.1 mM稳定谷氨酰胺。
培养条件:
4T1肿瘤细胞保存在37°C、加湿且通入5%二氧化碳的培养箱中。
储存:
4T1细胞应储存于-150°C以下的温度环境中(如电冻柜或液氮气相),以维持细胞活力。
冷冻过程与培养基:
建议使用 CM-1 或 CM-ACF 培养基培养 4T1 细胞系。推荐采用缓冻法,通过使温度以 1°C 的速率逐渐下降来保护细胞活力。
解冻过程:
将冷冻细胞小瓶置于37°C水浴中数秒,直至细胞解冻且仅剩少量冰块。将这些细胞重新悬浮于新鲜培养基中,并倒入培养瓶中进行培养。培养24小时后,更换培养基以去除冷冻培养基中的成分。
生物安全等级:
建议在1级生物安全实验室进行4T1乳腺癌细胞培养。
T1细胞系:优缺点
本文这一部分将探讨与4T1转移模型相关的优缺点。
优点
4T1细胞系的主要优势包括:
- 致瘤性:
4T1是一种高度致瘤性的细胞系。将这些细胞注射到小鼠体内后,能够建立用于乳腺癌研究的4T1同基因小鼠模型。因此,4T1模型非常适合用于研究肿瘤的发生、生长和转移。此外,它还适用于治疗药物的筛选和评估。
- 体外转移模型:
4T1模型具有天然的转移倾向,这使研究人员能够有效探究转移过程中涉及的潜在机制和信号通路。 此外,4T1细胞对6-硫鸟嘌呤具有耐受性。与其他模型相比,这有助于高效检测微转移细胞并提高准确性,因为它消除了称量靶器官和计数结节的必要性。
缺点
4T1细胞系的相关缺点包括:
- 侵袭性/快速增殖率:
4T1细胞系是一种高度侵袭性的三阴性乳腺癌细胞系。由于其生长速度快,在长期实验中使用该细胞系并控制实验变量变得颇具挑战性。
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T1细胞系:在癌症研究中的应用
4T1小鼠模型细胞系是研究癌症生物学和评估新疗法的重要研究工具。4T1细胞的主要应用如下:
癌症生物学
4T1细胞系被广泛用于研究癌症的发生与发展。它是探究肿瘤进展和转移过程中涉及的各种细胞及分子机制的理想体外模型。此外,它还能揭示细胞信号传导通路、微环境及基因表达在这些过程中的作用。 2019年的一项研究利用4T1细胞揭示了癌细胞侵袭和迁移背后的驱动机制。结果表明,STAT3、MMP2和MMP9基因参与其中,抑制这些基因可显著限制癌细胞的迁移和侵袭[4]。 类似研究还指出了参与肿瘤发生与转移的其他若干信号通路。
此外,4T1模型对于理解乳腺癌微环境(包括免疫细胞浸润和原发肿瘤生长)具有重要作用。 针对 4T1 肿瘤微环境的研究,为免疫细胞和细胞因子(如 CXCL13 表达)在肿瘤进展中的作用提供了重要见解。该模型还有助于研究转移微环境和肿瘤转移,特别是在乳腺癌晚期,乳腺癌定植现象十分普遍。
癌症治疗研究
4T1细胞系在癌症治疗研究中被广泛应用于新疗法的筛选与评估。一项研究探讨了由迷迭香提取物绿色合成的铁纳米颗粒(迷迭香-FeNPs)以及纯迷迭香提取物对4T1细胞系的细胞毒性潜力。 研究结果表明,Rosemary-FeNPs比纯提取物更具前景[5]。同样,2021年进行的一项研究考察了生姜提取物在4T1乳腺癌细胞及4T1小鼠模型中的抗肿瘤潜力[6]。
除天然提取物外,4T1细胞系还被用于评估传统化疗药物的疗效。例如,关于顺铂与其他疗法联合应用的研究表明,在4T1模型中,该联合治疗可增强肿瘤细胞凋亡并减缓肿瘤进展。 将萤火虫荧光素酶导入4T1细胞,实现了对肿瘤生长和转移表型的实时成像,从而更便于评估各种治疗方案的影响。
此外,4T1细胞系对6-硫鸟嘌呤的耐药性促进了微转移细胞的研究,从而改善了转移的检测和分析。 该细胞系在研究抗肿瘤免疫和免疫疗法的效果方面也发挥着关键作用,特别是在原位小鼠模型中,研究人员可以在此模型中密切模拟人类癌症。
总体而言,4T1细胞系在肿瘤学研究中依然是不可或缺的工具,从理解癌症生物学的基本机制到开发和测试新的治疗策略,皆是如此。
4T1细胞:研究文献
本文部分将介绍几篇关于 4T1 细胞的有趣且被引用次数最多的文献。
利用M. longifolia合成的AgNPs通过产生活性氧和损伤细胞膜在4T1细胞系中表现出的潜在抗增殖活性
该文章于2018年发表于《光化学与光生物学杂志》。研究提出,由长叶马杜卡(Madhuca longifolia)合成的银纳米颗粒通过降解细胞壁和产生活性氧(ROS),在4T1肿瘤细胞中发挥抗增殖作用。
发表于《BMC药理学与毒理学》期刊(2021年)的这项研究提出,天然化合物马钱子苷通过TLR4信号通路在4T1乳腺癌细胞中诱导凋亡效应。
Eupatorin 在 4T1 小鼠乳腺癌模型中抑制了肿瘤进展并增强了免疫力
该研究发表于2020年的《综合癌症治疗》期刊。本研究利用4T1细胞建立了4T1同基因小鼠模型,并以此探索尤帕托林的抗癌潜力。尤帕托林延缓了4T1小鼠模型中的肿瘤发展。
这项发表于《伊朗药学研究杂志》(2018年)的研究提出,药用植物香堇菜(Viola odorata)对4T1细胞具有潜在的细胞毒性作用。
多西他赛载药固体脂质纳米颗粒可抑制4T1小鼠乳腺癌细胞的肿瘤生长和肺转移
该研究指出,多西他赛载药固体脂质纳米粒(DTX-loaded SLNs)通过抑制4T1细胞的生长及肺转移,有望成为治疗乳腺癌并预防转移的有效药物。
4T1细胞系相关资源:实验方案、视频及其他
以下是关于 4T1 细胞的若干资源:
以下链接包含4T1细胞的细胞培养方案:
- 4T1细胞系:该网站链接包含有关4T1细胞培养操作的所有实用信息,涵盖培养基信息、冷冻保存细胞及增殖细胞的处理方案。
有关 4T1 细胞系的常见问题
4T1博客提供与4T1乳腺癌细胞系相关的见解、研究进展及实验技术,该细胞系常用于乳腺癌生长与转移的研究。
乳腺癌细胞系(包括4T1模型)对于研究肿瘤生长和转移,以及乳腺癌微环境中的免疫细胞浸润至关重要。
CXCL13的表达在乳腺癌研究中至关重要,因为它参与免疫细胞浸润和转移微环境的形成,从而为了解肿瘤进展和转移提供了重要线索。
腺体肿瘤模型(如4T1模型)用于模拟晚期乳腺癌及乳腺癌的定植过程,有助于研究人员了解该疾病的进展及其潜在治疗方法。
原发肿瘤的生长是癌症转移研究中的关键因素,为探究肿瘤如何扩散至其他器官提供了基础,例如在小鼠导管内模型中。
小鼠4T1乳腺癌模型用于研究抗肿瘤免疫、顺铂联合治疗以及肿瘤细胞凋亡,从而为评估乳腺癌治疗疗效提供全面的视角。
原位小鼠模型(包括4T1模型)对于在高度模拟人类乳腺癌的环境中研究肿瘤微环境、免疫反应和转移具有关键作用。
一种可成像的4T1模型使研究人员能够实时观察肿瘤的生长和转移,从而有助于开展关于骨转移、4T1肿瘤体积以及顺铂等治疗方法疗效的研究。
癌症免疫疗法通过增强免疫系统对抗癌细胞的能力来靶向转移微环境,通常会与顺铂等其他治疗手段联合使用,以提高整体疗效。
萤火虫荧光素酶被用于转染4T1细胞,以监测肿瘤生长和转移表型,为研究人员研究癌症进展和治疗干预提供了有力的工具。
参考文献
- Pulaski, B.A. 和 S. Ostrand-Rosenberg,小鼠 4T1 乳腺肿瘤模型。《免疫学当前协议》,2001 年。第 20 章:第 20.2 节。
- Maxwell, K.G.,《乳腺癌细胞的免疫调节及其在全肿瘤疫苗中的应用》。2016年。
- Walker, I. 等,乳腺肿瘤诱导Balb/C小鼠中枢促炎细胞因子表达,但不引起行为缺陷。《科学报告》,2017年。7(1): 第1-13页。
- Li, Y. 等,天然产物佩托利纳里根素通过抑制Stat3信号通路减轻乳腺癌转移。《药理学前沿》,2019年。10卷:第1195页。
- Farshchi, H.K. 等,利用迷迭香提取物进行铁纳米粒子的绿色合成及其对癌细胞系的细胞毒性效应评价。《生物催化与农业生物技术》,2018. 16: 54-62 页。
- Gholizadeh, A.P. 等,生姜提取物对Balb/c小鼠4T1乳腺癌细胞系的影响。《临床抗癌药物》,2021年,第8卷第1期:第43-49页。