HCT116 细胞系：结直肠癌研究的支柱
HCT116 细胞系 是研究结直肠癌的基石，它为了解结直肠癌的发病机制和潜在治疗途径提供了宝贵的资料。HCT116 因其在癌症研究和药理评估方面的实用性而闻名，有助于对肿瘤行为和药物疗效进行关键性研究。
HCT116 细胞的起源和基本特征
了解 HCT116 细胞的起源和基本特征，如形态特征、基因构成和细胞尺寸，对于使用该细胞系开展研究的研究人员来说至关重要。
来源和遗传格局：HCT116 细胞来自一名被诊断患有结直肠癌的 48 岁高加索男性的结肠，其显著特征是 KRAS 基因第 13 密码子（G13D）发生突变，而该基因是 RAS/RAF/MEK/ERK 信号通路的一部分。这种特殊的突变在这些细胞的致癌转化中起着关键作用，凸显了它们在癌症研究中的重要性。
形态和生长特征：HCT116 细胞具有上皮样形态，通常在单层培养物中生长，但也能形成直径为 150-400 微米的球形。这种生长模式的适应性强调了其在各种实验设置中的多功能性。
染色体概况：HCT116 细胞的染色体组成接近二倍体，约 70% 的细胞群含有 45 条染色体。值得注意的是，8、10、16 和 17 号染色体的长臂反复扩增，而 Y 染色体不存在，这就形成了其独特的基因组特征。
比较分析：HCT116 与 HT29 细胞系
当把 HCT116 与另一种人类结直肠癌细胞系 HT29 并列时，它们的致癌潜力和分化能力出现了明显的差异：
致癌侵袭性和分化能力：HCT116 细胞的特点是致癌侵袭性强，分化潜力有限，是研究侵袭性肿瘤表型的模型。与此相反，HT29 细胞具有分化为肠细胞样系和粘蛋白产生系的能力，提供了一个模拟结直肠癌生物学不同方面的对比模型。
对 HCT116 和 HT29 细胞系的这种比较了解丰富了研究人员可用的工具包，使他们能够对结直肠癌的多面性进行更细致的研究。
处理 HCT116 细胞
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倍增时间： |
HCT116 癌细胞的倍增时间为 25 至 35 小时。 |
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粘附或悬浮： |
HCT116 结肠癌细胞系具有粘附性，细胞呈单层生长。 |
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播种密度： |
建议 HCT116 细胞培养的播种密度为 2 x104 个细胞/平方厘米。亚培养时，细胞应在 1x PBS 冲洗后使用 Accutase 溶液分离。离心后，将细胞团重新悬浮在新鲜的生长培养基中，并转移到新的培养瓶中。 |
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生长培养基： |
麦考伊斯 5a 培养基补充有 3.0 g/L L-葡萄糖、1.5 mM L-谷氨酰胺、3.0 g/LNaHCO3 和 10% 胎牛血清，是培养 HCT116 细胞的最佳培养基。建议每周更新培养基 1 到 2 次。 |
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生长条件（温度、二氧化碳）： |
培养在 37°C 加湿培养箱中进行，环境温度为 37°C，二氧化碳浓度为 5%。 |
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储存： |
HCT116 细胞可在低于 -150°C 的温度下储存在液氮的气相或液相中。 |
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冷冻过程和培养基： |
使用 CM-1 或 CM-ACF 培养基进行冷冻保存。建议采用可控速率冷冻法，使温度以每分钟 1°C 的速度逐渐下降，这有助于保持细胞活力。 |
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解冻过程： |
在 37°C 水浴中解冻 HCT116 细胞。加入生长培养基后，离心去除冷冻培养基残留物。将细胞颗粒重悬于新鲜培养基中，并在新的培养瓶中培养。 |
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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，强调其在癌症研究中，特别是在结直肠癌研究中的关键作用，并讨论其固有的优势。
HCT116 细胞系在癌症研究中的突出作用主要体现在以下几个方面：
结直肠癌模型：它是公认的结直肠癌体外模型，结直肠癌是全球第三大常见癌症。它与模拟人类结直肠癌的相关性使其成为了解癌症生物学和测试治疗策略的宝贵工具。
同质性：值得注意的是，约 70% 的 HCT116 细胞显示出一致的遗传特征，提供了一个相对同质的群体。这种一致性对于基因表达、细胞信号通路和药物疗效评估等研究至关重要，因为它能确保实验结果的一致性和可靠性。
转染效率：HCT116 细胞的一个显著特点是易于转染，尤其是病毒载体的转染。这一特性尤其有利于基因治疗研究，可高效、精确地引入遗传物质，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有着广泛的应用。一些突出的应用包括
癌症生物学
HCT116 结肠癌细胞系可用于研究结肠癌的进展和发展。此外，它还有助于揭示癌症增殖、迁移和侵袭的潜在机制和信号通路。一项研究利用 HCT116 细胞来研究涉及耐药性发展的基因。研究人员在结肠癌细胞中过表达 MDR1 基因，并观察了 NOX（NADPH 氧化）同工酶和 Nrf2 的表达。该研究发现，NOX2 和 Nrf2 的上调会导致癌细胞产生化疗耐药性，因此可以针对这些基因克服癌症治疗过程中产生的耐药性[1]。同样，2021 年的研究报告指出，NF-κB 信号通路参与了结肠癌增殖和迁移的调控。因此，可以针对这一途径开发新的、有效的结直肠癌疗法[2]。
在肿瘤学领域，了解细胞周期、增殖和生长以及细胞凋亡的复杂过程至关重要。这些生物学功能对于人类细胞系的研究至关重要，尤其是那些来源于恶性细胞的细胞系，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发病机制方面发挥着重要作用。通过流式细胞术和克隆生成试验等技术，研究人员可以阐明肿瘤内独立细胞的基因表达谱和行为，从而揭示癌症如何在细胞外基质中传播。
细胞凋亡在癌症进展中的作用
细胞凋亡（或称程序性细胞死亡）在维持细胞平衡方面发挥着关键作用，是癌症研究的一个重要领域。区分与癌症无关的细胞凋亡和特异性诱导的细胞凋亡（如结肠癌细胞死亡）至关重要。这一过程并不仅仅是消灭细胞，而是涉及到影响肿瘤生长和转移的各种信号的复杂相互作用。通过将细胞凋亡和细胞死亡与转移抑制因子和肿瘤抑制因子活性结合起来进行研究，科学家们可以深入了解调控癌症进展和转移潜力的途径。
癌症转移和分子标记物
转移仍然是癌症最棘手的问题之一，血行转移是恶性细胞扩散的一个重要问题。对转移的探索包括研究癌细胞的移动和侵袭能力（或称细胞运动），以及细胞如何与周围环境（包括细胞外基质）相互作用。CD133 表达和表皮生长因子受体等分子标记对于识别和了解阳性结肠癌细胞和其他癌症类型的行为至关重要。例如，由于 SIRT6 通路在调节肿瘤生长和转移性结肠癌中的潜在作用，它已成为一个备受关注的领域。
毒理学/药物开发
HCT116 细胞系被用作新抗癌药物的筛选模型。已经开展了多项研究来评估抗癌药物（包括天然产品和化学合成纳米颗粒）的疗效和毒性。因此，该研究评估了从草药Caesalpinia pulcherrima 的提取物中合成的银纳米粒子在 HCT116 细胞中的细胞毒性 [3]。在一项研究中，研究人员使用 HCT116 癌细胞系评估了可可茶水提取物的抗癌潜力。 另一项研究使用 HCT116 癌细胞，发现气马铃薯（ Dioscorea bulbifera） 提取物通过激活 JNK 信号级联和抑制 ERK1/2 基因，对结直肠癌细胞具有促凋亡活性 [5]。
二甲双胍对癌细胞的影响，尤其是对结肠癌和胰腺癌的影响，体现了对癌细胞生物功能的了解如何能带来潜在的治疗策略。研究癌细胞在使用二甲双胍等药物或针对表皮生长因子受体等特定途径治疗后的克隆存活率或形成克隆的能力，可以为有效的癌症治疗提供有价值的见解。此外，在这些研究中使用HCT116克隆和HCT116细胞群还能让人细致地了解癌细胞如何对不同的治疗干预做出反应，从而为更个性化的癌症治疗方法铺平道路。
HCT116 细胞：研究论文
本节将介绍最近发表的几篇以 HCT116 细胞系为主题的重要和最常被引用的论文。
黑瓜籽介导合成的二氧化锡纳米粒子对结直肠癌（HCT116）和肺癌（A549）细胞系的细胞毒性研究
该研究发表于《光化学与光生物学杂志 B：生物学》（2017 年）。研究人员利用HCT116结肠癌细胞系和A549肺癌细胞系评估了胡椒种子介导合成的氧化锡纳米粒子的细胞毒性作用。
长非编码RNA SNHG15与转录因子Slug相互作用并使其稳定，促进结肠癌进展
Cancer Letters (2018)上的这项研究提出，lncRNA SNHG15能促进结直肠癌细胞系（包括HCT116）中结肠癌细胞的迁移。
这篇论文发表在 2016 年的《医学科学观察》（Medical Science Monitor）杂志上。研究发现，致癌长非编码RNA TUG1能促进HCT116结肠癌细胞的增殖和迁移。
生化药理学》（Biochemical Pharmacology）杂志（2018年）上的这项研究提出，耐药性的产生会使HCT116结肠癌细胞中的H2S产生酶水平上升。
茵陈水提取物对HCT 116细胞系微Rnas表达的凋亡和抗增殖作用：一项体外研究
这篇发表在《国际环境健康研究杂志》（International Journal of Environmental Health Research）（2023年）上的研究论文提出，茵陈水提取物通过调节microRNA对HCT116结直肠癌细胞具有抗癌作用。
有关 HCT116 细胞的资源
以下是一些有关 HCT116 细胞的资源。
- 转染 HCT116：本视频是转染 HCT116 癌细胞的分步指南。
- 培养 HCT116 细胞系：本视频展示了 HCT116 结肠癌细胞系的亚培养方案。
- 亚培养 HCT116 细胞系：该网站包含大量有关 HCT116 培养基的有用信息。此外，它还提供了细胞冷冻、解冻和亚培养的程序。
有关 HCT116 细胞的常见问题
参考文献
- Waghela, B.N., F.U. Vaidya, and C. Pathak:NOX-2 和 Nrf-2 的上调促进了人结肠癌 (HCT-116) 细胞对 5-氟尿嘧啶的耐药性。生物化学》（莫斯科），2021 年，第86 期，第 262-274 页。
- Yang，M.，et al.，Astragalin inhibits the proliferation and migration of human colon cancer HCT116 cells by regulating the NF-κB signaling pathway.药理学前沿》，2021 年，12：第 639256 页。
- Deepika, S., C.I. Selvaraj, and S.M. Roopan,Screening bioactivities of Caesalpinia pulcherrima L. swartz and cytotoxicity of extracthesized silver nanoparticles on the HCT116 cell line.材料科学与工程，C，2020，106，第 110279 页。
- Gao, X., et al.,Cocoa tea (Camellia ptilophylla) induces mitochondria-dependent apoptosis in HCT116 cells via ROS generation and the PI3K/Akt signaling pathway.国际食品研究》，2020 年，第129 期，第 108854 页。
- Hidayat, A.F.A., et al.,Dioscorea bulbifera induced apoptosis through inhibition of ERK 1/2 and activation of JNK signaling pathways in HCT116 human colorectal carcinoma cells.生物医学与药物治疗》，2018.104: p. 806-816.