U87MG细胞——利用U87MG进行胶质母细胞瘤研究及其对脑癌研究的影响
U-87 MG作为一种人类原发性胶质母细胞瘤细胞系，被广泛应用于生物学研究。特别是，这些细胞在神经科学和免疫肿瘤学领域得到了广泛应用。
- 培养基
- U-87MG细胞系在EMEM（鹰氏最小必需培养基）中培养，该培养基中添加了1.0 g/L L-葡萄糖、2.0 mM L-谷氨酰胺、2.2 g/L NaHCO₃、 1% NEAA、1 mM 丙酮酸钠和 10% FBS 溶液的 EMEM（Eagle 最小必需培养基）中进行培养。培养基应每 2 至 3 天更换一次。
- 倍增时间
- U 87 MG细胞的细胞群倍增时间在18至38小时之间。
- 生长类型
- U 87 MG 是一种贴壁细胞系。该细胞呈细长形，以单层形式生长。
- 生物安全等级
- BSL-1
- 可从以下机构获取
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U-87 MG细胞系的一般特征与来源
本节将介绍U-87细胞系的来源及其一般特征。您将了解：什么是U-87 MG细胞？U-87细胞来自哪里？U-87 MG的全称是什么？U-87细胞的大小是多少？U-87细胞系的形态特征是什么？
- U87细胞系是一种胶质母细胞瘤、星形细胞瘤细胞系。它于1966年在乌普萨拉大学建立。 这些细胞取自一名患有胶质母细胞瘤的44岁白人男性患者。该细胞系的正式名称为U 87 MG，即“乌普萨拉87恶性胶质瘤”（Uppsala 87 Malignant Glioma）的缩写。
- U 87 MG细胞呈现上皮细胞样形态。
- U 87 MG细胞的直径在12至14 µm之间。
- 该人胶质母细胞瘤细胞系为低二倍体，约48%的细胞群具有44条染色体的模态数。然而，在5.9%的细胞群中也存在更高的倍性。
U-87 MG 细胞培养信息
在操作 U87 MG 细胞之前，您应了解培养这些胶质母细胞瘤细胞的以下要点。特别是，您应了解：U87 MG 细胞的细胞倍增时间是多少？培养 U87 细胞使用哪种培养基？ U-87 MG细胞系的接种密度是多少？
U-87 MG细胞培养要点
细胞倍增时间：
U 87 MG 细胞的细胞倍增时间在 18-38 小时之间。
贴壁或悬浮：
U 87 MG 是一种贴壁细胞系。该细胞呈细长形，以单层形式生长。
接种密度：
建议将胶质母细胞瘤细胞系 U 87 MG 以 1 × 10⁴ 细胞/cm² 的密度接种。将贴壁的 U 87 细胞用 1×PBS 洗涤，并用 Accutase 溶液孵育。随后，将解离的细胞离心并收集。 将细胞小心重悬，并加入装有生长培养基的新培养瓶中。
生长培养基：
U 87 MG细胞系在EMEM（Eagle’s minimal essential medium）中培养，该培养基中添加了1.0 g/L L-葡萄糖、2.0 mM L-谷氨酰胺、2.2 g/L NaHCO3、 1% NEAA、1 mM 丙酮酸钠和10% FBS溶液的EMEM（Eagle’s minimal essential medium）中培养。培养基应每2至3天更换一次。
培养条件：
U-87 MG 细胞需在 37°C、5% CO₂ 浓度且加湿的培养箱中培养，以达到最佳生长状态。
保存：
U87细胞应保存在液氮的蒸汽相中，或于-150°C以下的温度下保存，以维持胶质母细胞瘤细胞的最大存活率。
冷冻过程与培养基：
CM-1或CM-ACF冷冻培养基适用于U87 MG细胞的冷冻保存。建议采用缓慢冷冻法，以避免细胞受冷冲击并保护细胞存活率。
解冻过程：
冷冻的U-87 MG细胞系安瓿需在37°C水浴中解冻。向细胞中加入生长培养基，重悬后分装至新的培养瓶中进行培养。此外，也可将U87细胞离心以去除冷冻培养基，随后进行培养。
生物安全等级：
处理 U 87 MG 细胞培养物需符合 1 级生物安全标准。
U-87 MG细胞的优缺点
一提到细胞系，我们首先想到的是：使用U-87 MG细胞有哪些优点？U-87细胞又有哪些缺点？
优点
U-87 MG细胞系在研究中被广泛应用。该细胞系具有以下几项优势：
优点
- 易于培养： U-87 MG细胞在培养过程中易于维护，对细胞培养条件的要求并不苛刻或复杂。
- 均质性： U-87 MG 是一种均质细胞系。细胞群体中的大多数细胞具有相同的遗传构成，因此具有相似的特征。这些细胞被用于研究细胞过程、药物筛选和测试。
- 特征明确： 该胶质母细胞瘤细胞系在生长特性、形态和基因表达方面均已得到充分表征，使其成为一种有价值的研究工具。
缺点
- 应用范围有限： U-87 MG 是一种胶质母细胞瘤细胞系，因此其应用主要局限于研究胶质母细胞瘤及其潜在的分子机制。它可能不适用于研究其他类型的癌症。
U-87 MG细胞的研究应用
U87MG胶质母细胞瘤细胞系在癌症研究中得到广泛应用，特别是在胶质母细胞瘤研究领域。U 87 MG细胞的部分研究应用包括：
- 癌症生物学研究：U87细胞系用于研究癌症的生长与发展、潜在的分子机制、信号传导通路以及肿瘤微环境。 2020年发表的一项研究利用胶质母细胞瘤体外模型——U-87 MG细胞系，将BMAL1（基本螺旋-环-螺旋ARNT样1）基因作为治疗靶点进行了研究。 研究结果表明，BMAL1基因通过抑制周期素B1、金属蛋白酶-9和磷酸化AKT的基因表达，从而抑制胶质母细胞瘤细胞的增殖、迁移和侵袭[1]。 2019年开展的另一项研究同样利用U87细胞系，发现下调脂多糖诱导的肿瘤坏死因子-α因子（LITAF）转录因子的表达，可通过上调FOXO-1通路增强胶质瘤细胞的放疗敏感性。 LITAF也被称为p53诱导基因7（PIG7）[2]。
- 药物发现与开发：U-87 MG细胞可用于药物筛选和测试，使研究人员能够发现潜在的新型抗癌药物，并评估其疗效和毒性。 有研究利用 U 87 MG 胶质母细胞瘤细胞系，评估了 Inula helenium (L.) 提取物的抗癌和抗氧化潜力 [3]。同样，另一项研究也提到使用 U87 细胞系来测试植物提取物的细胞毒性和凋亡效应 [4]。 此外，2018年发表的一项研究探讨了从睡莲属植物中提取的倍半萜类生物碱对敏感型和耐药型U-87 MG细胞系的细胞毒性作用[5]。
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U-87 MG细胞系：研究论文
以下是一些以 U87 MG 细胞系为研究对象的知名研究论文。
缺氧通过PI3K/Akt/mTOR/HIF-1α通路增强人胶质母细胞瘤U87细胞的迁移和侵袭能力
这篇发表于2018年《Neuroreport》期刊的文章提出，缺氧可通过调节PI3K/Akt/mTOR/HIF-1α信号通路，增强人胶质母细胞瘤细胞的迁移和侵袭能力。
Eriodictyol 通过 PI3K/Akt/NF-κB 信号通路抑制胶质瘤细胞增殖、转移并诱导其凋亡
该研究发表于2020年的《药理学前沿》（Frontiers in Pharmacology）期刊。 研究结果表明，一种黄酮类化合物——艾里迪蒂醇（Eriodictyol）对U87细胞系具有抗癌作用，可抑制细胞增殖和转移。该化合物通过调节PI3K/Akt/NF-κB通路发挥其抗肿瘤作用。
西黄丸通过靶向ROS介导的Akt/mTOR/FOXO1通路诱导人胶质母细胞瘤U-87 MG细胞凋亡
发表于《循证补充与替代医学》（2018年）的这项研究表明，一种名为“西黄丸”的中药方剂可通过靶向ROS激活的Akt/mTOR/FOXO1级联反应，诱导U87细胞凋亡。
该研究论文于2019年发表在《细胞与分子神经生物学》期刊上。研究提出，转录因子LITAF通过调节FOXO-1信号通路，下调胶质瘤细胞的表达并增强其放疗敏感性。
载有姜黄素的PLGA纳米颗粒的制备及其对人胶质母细胞瘤U87MG细胞细胞毒性作用的研究
该文章发表于《应用化学生物界面研究》（2019年）。研究人员利用U87MG细胞研究了载有姜黄素的PLGA纳米颗粒的细胞毒性作用。
U-87MG细胞相关资源：实验方案、视频等
U87MG胶质母细胞瘤细胞系被广泛应用于众多癌症研究实验室。以下是关于该细胞系的若干资源：
- U87细胞系的转染：本文将向您介绍U87MG细胞的转染操作规程。
- U87MG细胞系转染：本视频是一段教程，分步骤讲解U87细胞的转染操作流程。
U87细胞培养操作规程的相关资源如下：
- U87MG细胞：此链接包含关于U87MG细胞系的基本信息，其中包括简要的细胞传代、冷冻及解冻操作规程。
深入了解 U87 MG 胶质瘤研究：常见问题
胶质瘤细胞系（如 U87 胶质母细胞瘤细胞）是从人类胶质瘤中提取的培养细胞，在癌症研究中广泛用于研究肿瘤生物学、遗传学和药物反应。它们是了解肿瘤行为和测试治疗策略的模型。
同源细胞系是指从单个细胞中提取的细胞，以确保基因的一致性。在胶质瘤研究中，同源细胞系为研究基因变化及其对肿瘤生长和治疗反应的影响提供了一致的模型。
胶质瘤细胞系的 DNA 图谱对于确定基因改变、了解肿瘤演变和开发靶向疗法至关重要。它有助于根据 IDH1 突变等遗传标记对肿瘤进行分类。
细胞培养基中的血清可为胶质瘤细胞提供必需的生长因子、激素和营养物质。然而，血清的成分会影响实验的可重复性，这就是为什么越来越多地使用无血清或定义血清条件的原因。
胶质瘤细胞系的细胞毒性可通过流式细胞术等检测方法进行评估，流式细胞术可测量细胞的健康状况、存活率以及在接受药物或自然杀伤（NK）细胞等免疫细胞治疗后的死亡情况。
NK 细胞的细胞毒性在胶质瘤治疗研究中起着至关重要的作用，因为 NK 细胞可以识别并杀死肿瘤细胞，而无需事先致敏。研究 NK 细胞与胶质瘤细胞的相互作用有助于开发出增强 NK 细胞介导的肿瘤清除能力的策略。
原发肿瘤提供了肿瘤的原始生物环境和特征。了解这一点有助于将细胞系研究结果与实际肿瘤行为和患者预后联系起来。
电子显微镜可详细观察胶质瘤细胞系的细胞和亚细胞结构，这对检查细胞形态、细胞器健康状况和治疗后的变化至关重要。
NKG2D 配体在肿瘤细胞上表达，并与 NK 细胞上的 NKG2D 受体结合，引发细胞毒性反应。研究这种相互作用有助于了解并有可能增强针对胶质瘤的免疫反应。
三维细胞培养模型能更准确地模拟肿瘤微环境，从而更好地了解胶质瘤的生长、迁移和耐药性。这项技术对于开展更多相关的肿瘤转化研究至关重要。
参考文献
- Gwon, D.H. 等，BMAL1 通过下调细胞周期蛋白 B1、磷酸化 AKT 和金属蛋白酶-9 来抑制 U87MG 细胞的增殖、迁移和侵袭。《国际分子科学杂志》，2020。 21(7)。
- Huang, C. 等，LITAF 通过 FoxO1 通路增强人类胶质瘤细胞的放疗敏感性。《细胞与分子神经生物学》，2019 年。39(6)：第 871-882 页。
- Koc, K.等人，《Inula helenium (L.) 提取物对人 U-87 MG 胶质母细胞瘤细胞系的抗氧化和抗癌活性》。《癌症研究与治疗杂志》，2018年。14(3)：第 658-661 页。
- Rezadoost, M.H.、H.H. Kumleh 和 A. Ghasempour，植物提取物对乳腺癌、皮肤癌和胶质母细胞瘤细胞的细胞毒性及凋亡诱导作用。《分子生物学报告》，2019. 46(5): 第 5131-5142 页。
- Fukaya, M.等人，《睡莲属植物中倍半萜类生物碱对敏感和耐药细胞系的细胞毒性》。《食品功能》，2018年。9(12)：第6279-6286页。