发布日期：2023年 | 最后审阅日期：2026年5月
HCT116细胞系：结直肠癌研究的基石
HCT116细胞系 是结直肠癌研究领域的基石，为该疾病的发病机制及潜在治疗途径提供了宝贵的见解。HCT116因其在癌症研究和药理学评估中的实用价值而闻名，为肿瘤行为和药物疗效的关键研究提供了重要支持。
- 培养基
含3.0 g/L L-葡萄糖、1.5 mM L-谷氨酰胺、3.0 g/L NaHCO3及10%胎牛血清的McCoys 5a培养基，是HCT116细胞培养的最佳选择。 建议每周更换培养基 1 至 2 次。 - 倍增时间
HCT116 癌细胞的倍增时间在 25 到 35 小时之间。 - 生长类型
HCT116 结肠癌细胞系为贴壁型，细胞呈单层生长。 - 生物安全等级
BSL-1
HCT116细胞的来源与基本特征
了解 HCT116 细胞的来源及其基本特征（例如形态特征、基因构成和细胞尺寸）对于开始使用该细胞系进行研究的研究人员至关重要。
来源与遗传背景： HCT116 细胞源自一名被诊断为结直肠癌的 48 岁白人男性的结肠，其显著特征是 RAS/RAF/MEK/ERK 信号通路中的 KRAS 基因第 13 密码子（G13D）发生突变。 这一特定突变在该细胞的致癌转化过程中起着关键作用，凸显了其在癌症研究中的重要性。
形态与生长特性：HCT116细胞呈现上皮样形态，通常以单层培养形式生长，但也能够形成直径为150-400 µm的球体。这种生长模式的适应性突显了其在各种实验设置中的多功能性。
染色体特征：HCT116 细胞的染色体组成接近二倍体，约 70% 的细胞群体含有 45 条染色体。 值得注意的是，第8、10、16和17号染色体的长臂存在反复扩增，而Y染色体缺失，这构成了其独特的基因组特征。
比较分析：HCT116 与 HT29 细胞系
将 HCT116 与另一种人类结直肠癌细胞系 HT29 进行对比时，两者在致癌潜能和分化能力方面呈现出显著差异：
致瘤侵袭性与分化能力：HCT116细胞以高致瘤侵袭性和有限的分化潜能为特征，使其成为研究侵袭性肿瘤表型的理想模型。 相比之下，HT29细胞具有分化为肠上皮样细胞及产生黏液细胞系的能力，从而提供了一个能够模拟结直肠癌生物学多样性特征的对照模型。
对 HCT116 和 HT29 细胞系的这种比较性理解，丰富了研究人员可用的研究工具，使其能够对结直肠癌的多面性进行更细致入微的研究。
HCT116细胞的操作
倍增时间：
HCT116癌细胞的倍增时间在25至35小时之间。
贴壁或悬浮培养：
HCT116结肠癌细胞系为贴壁型，细胞呈单层生长。
接种密度：
建议HCT116细胞培养的接种密度为2 × 10⁴个细胞/cm²。进行传代时，应先用1×PBS洗涤一次，再使用Accutase溶液使细胞脱落。离心后，将细胞沉淀用新鲜培养基重悬，并转移至新的培养瓶中。
培养基：
添加了3.0 g/L L-葡萄糖、1.5 mM L-谷氨酰胺、3.0 g/L NaHCO3及10%胎牛血清的McCoys 5a培养基，是HCT116细胞培养的最佳选择。 建议每周更换培养基 1 至 2 次。
培养条件（温度、CO₂）：
在37°C、5% CO₂ 氛围的加湿培养箱中进行培养。
保存：
HCT116细胞可在-150°C以下的液氮气相或液相中保存。
冷冻流程与培养基：
冷冻保存时使用 CM-1 或 CM-ACF 培养基。建议采用控速冷冻法，以每分钟 1°C 的速率逐渐降低温度，有助于维持细胞活力。
解冻过程：
将 HCT116 细胞置于 37°C 水浴中解冻。加入生长培养基后，离心去除冷冻培养基残留物。将细胞沉淀用新鲜培养基重悬，并转移至新的培养瓶中培养。
生物安全等级：
1级
HCT116细胞系的优势
本节深入探讨HCT116细胞系，重点阐述其在癌症研究（尤其是结直肠癌研究）中的关键作用，并探讨其固有的优势。
HCT116细胞系在癌症研究中脱颖而出，主要得益于以下几个关键优势：
结直肠癌模型：作为全球第三大常见癌症——结直肠癌的广受认可的体外模型，该细胞系在模拟人类结直肠癌方面具有高度相关性，对于理解癌症生物学及测试治疗策略具有不可替代的价值。
均质性：值得注意的是，约70%的HCT116细胞表现出一致的遗传特征，形成了一个相对均质的细胞群体。这种均质性对于专注于基因表达、细胞信号传导通路以及评估药物治疗效果的研究至关重要，因为它能确保实验结果的一致性和可靠性。
转染效率：HCT116细胞的一个显著特征是其极高的转染接受性，尤其对病毒载体反应良好。这一特性在基因治疗研究中尤为有益，能够高效、精准地导入遗传物质，从而促进先进的基因操作和功能研究。
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HCT116细胞系的研究应用
HCT116细胞系在癌症研究中具有广泛的应用。其中一些主要应用包括：
癌症生物学
HCT116结肠癌细胞系被用于研究结肠癌的进展与发展。此外，它有助于阐明癌症增殖、迁移和侵袭所涉及的潜在机制及信号通路。一项研究利用HCT116细胞研究了与耐药性发展相关的基因。 研究人员在结肠癌细胞中过表达了MDR1基因，并观察到了NOX（NADPH氧化酶）同工酶和Nrf2的表达。该研究揭示，NOX2和Nrf2的上调会导致癌细胞产生化疗耐药性；因此，这些基因可作为靶点，用于克服癌症治疗过程中出现的耐药性发展[1]。 同样，2021年的一项研究指出，NF-κB信号通路参与调控结肠癌的增殖和迁移。因此，该通路可作为靶点，用于开发针对结直肠癌的新型有效治疗药物[2]。
在肿瘤学领域，理解细胞周期、增殖与生长以及凋亡的复杂过程至关重要。这些生物功能在人类细胞系的研究中起着关键作用，特别是那些源自恶性细胞的细胞系，如人类结肠癌细胞和胰腺癌模型。 例如，HCT116和SW620细胞系分别在探索结肠癌和胰腺癌的潜在机制方面发挥着关键作用。通过流式细胞术和克隆形成实验等技术，研究人员能够阐明肿瘤内独立细胞的基因表达谱及其行为，从而揭示癌症在细胞外基质中如何进行细胞间通信。
凋亡在癌症进展中的作用
凋亡（即程序性细胞死亡）在维持细胞稳态方面发挥着关键作用，也是癌症研究中的重点领域。区分非相关性凋亡与癌症背景下特异性诱导的凋亡（如结肠癌细胞死亡）至关重要。 这一过程不仅涉及细胞的清除，还包含复杂的信号相互作用，这些相互作用可能影响肿瘤的生长和转移。通过结合研究凋亡与细胞死亡，以及转移抑制因子和肿瘤抑制因子的活性，科学家能够深入了解调控癌症进展和转移潜能的信号通路。
癌症中的转移与分子标志物
转移仍是癌症最具威胁性的特征之一，其中血行转移是恶性细胞扩散的主要隐患。对转移机制的研究涉及探索癌细胞的运动与侵袭能力（即细胞运动），以及细胞与其周围环境（包括细胞外基质）的相互作用。 CD133表达和表皮生长因子受体等分子标志物对于识别和理解阳性结肠癌细胞及其他癌症类型的行为至关重要。例如，SIRT6通路因其在调节肿瘤生长和转移性结肠癌中的潜在作用，已成为一个备受关注的领域。
毒理学/药物开发
HCT116细胞系被用作新型抗癌药物的筛选模型。 多项研究已针对抗癌药物（包括天然产物和化学合成的纳米颗粒）的疗效与毒性进行了评估。例如，有研究评估了从药用植物金合欢（Caesalpinia pulcherrima）提取物中合成的银纳米颗粒在HCT116细胞中的细胞毒性[3]。 在一项研究中，研究人员利用 HCT116 癌细胞系评估了可可茶水提取物的抗癌潜力。他们发现可可茶提取物能抑制结肠癌增殖并诱导细胞凋亡 [4]。 另一项研究采用HCT116癌细胞，发现球薯（Dioscorea bulbifera）提取物通过激活JNK信号级联并抑制ERK1/2基因，在结直肠癌细胞中表现出促凋亡活性[5]。
二甲双胍对癌细胞的作用，特别是在结肠癌和胰腺癌的背景下，充分说明了理解癌细胞的生物学功能如何能为潜在的治疗策略提供依据。 针对癌细胞在接受二甲双胍等药物治疗或针对表皮生长因子受体等特定通路进行靶向治疗后的克隆形成能力（即克隆生存能力）开展研究，可为有效的癌症治疗提供宝贵的见解。 此外，在这些研究中使用 HCT116 克隆和 HCT116 细胞群，有助于深入理解癌细胞如何响应不同的治疗干预措施，为更个性化的癌症治疗方法铺平道路。
HCT116细胞：研究文献
本节将介绍几篇以HCT116细胞系为研究对象的重要且被广泛引用的近期文献。
黑胡椒籽介导的合成二氧化锡纳米颗粒对结直肠癌（HCT116）和肺癌（A549）细胞系的细胞毒性研究
该研究发表于《光化学与光生物学B：生物学》（2017年）。研究人员利用HCT116结肠癌和A549肺癌细胞系，评估了黑胡椒籽介导合成的氧化锡纳米颗粒的细胞毒性效应。
长非编码RNA SNHG15 与转录因子 Slug 相互作用并使其稳定，从而促进结肠癌进展
发表于《癌症通讯》（2018年）的这项研究提出，长非编码RNA SNHG15可促进包括HCT116在内的结直肠癌细胞系的细胞迁移。
该论文发表于2016年的《医学科学监测》期刊。研究发现，致癌性长非编码RNA TUG1会促进HCT116结肠癌细胞的增殖和迁移。
发表于《生物化学药理学》期刊（2018年）的这项研究提出，耐药性的发展会激增HCT116结肠癌细胞中产H2S酶的水平。
粘毛茼蒿（Inula viscosa L.）水提取物通过调节HCT 116细胞系中microRNA的表达发挥凋亡和抗增殖作用：一项体外研究
发表于《国际环境健康研究杂志》（2023年）的这篇研究论文提出，粘毛茛（Inula viscosa L.）提取物通过调节微RNA对HCT116结直肠癌细胞发挥抗癌作用。
HCT116细胞相关资源
以下是关于HCT116细胞的若干资源。
- HCT116转染：本视频详细介绍了HCT116癌细胞的转染步骤。
- HCT116细胞系的培养：本视频展示了HCT116结肠癌细胞系的传代培养方案。
- HCT116细胞系的传代：该网站包含大量关于HCT116培养基的有用信息。此外，还提供了细胞冷冻、解冻和传代的操作流程。
有关 HCT116 细胞的常见问题
参考文献
- Waghela, B.N., F.U. Vaidya 和 C. Pathak：NOX-2 和 Nrf-2 的上调促进人结肠癌（HCT-116）细胞对 5-氟尿嘧啶的耐药性。 《生物化学》（莫斯科），2021，86，第262-274页。
- Yang, M. 等，黄芪苷通过调节 NF-κB 信号通路抑制人结肠癌 HCT116 细胞的增殖和迁移。《药理学前沿》，2021，12：第 639256 页。
- Deepika, S., C.I. Selvaraj 和 S.M. Roopan，《筛选 Caesalpinia pulcherrima L. swartz 的生物活性以及提取物合成的银纳米颗粒对 HCT116 细胞系的细胞毒性》。 《材料科学与工程，C》，2020，106，第 110279 页。
- Gao, X.等人，《可可茶（Camellia ptilophylla）通过产生活性氧和PI3K/Akt信号通路诱导HCT116细胞发生线粒体依赖性凋亡》。 《国际食品研究》，2020，129，第 108854 页。
- Hidayat, A.F.A.等人，《球茎山药通过抑制 ERK 1/2 和激活 JNK 信号通路诱导 HCT116 人结直肠癌细胞凋亡》。 《生物医学与药物治疗》，2018年，第104卷：第806-816页。