永生化小鼠肠道上皮细胞系的建立与特性研究:新型体外模型助力肠道生物学探索

《Scientific Reports》:Development and characterization of immortalized mouse intestinal epithelial cell lines

【字体: 时间:2026年02月12日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对原代肠道上皮干细胞(ISC)培养技术难度高、成本大,以及现有肠道上皮细胞系存在遗传异常、可重复性差等问题,通过慢病毒载体介导SV40 large T抗原永生化技术,成功构建了野生型C57BL/6小鼠来源的永生化肠道上皮细胞系(iIEC)。该细胞系兼具上皮特性与可操作性,能够响应病原感染并实现基因调控,为肠道生理、疾病机制及药物筛选提供了更可靠、易推广的体外模型。

  
肠道是人体消化吸收的重要器官,其上皮层由多种功能各异的细胞组成,并持续进行快速的自我更新。这一过程依赖于肠道干细胞(Intestinal Stem Cell, ISC)的增殖与分化。原代肠道上皮干细胞培养体系虽能较好模拟体内环境,但培养条件苛刻、成本高昂,且稳定性差,限制了其广泛应用。另一方面,现有的多数肠道上皮细胞系源自结肠腺瘤,存在大量遗传变异,生理相关性低,实验结果的可重复性和可靠性常受质疑。因此,开发一种易于培养、遗传背景清晰且具有较高生理相关性的永生化肠道上皮细胞模型,成为肠道生物学研究中的迫切需求。
针对这一难题,研究人员以野生型C57BL/6小鼠的空肠和结肠来源的干细胞富集球体为起点,利用携带SV40 large T抗原基因的慢病毒载体转导肠道干细胞,并通过适应塑料培养皿生长及逐步撤除含Wnt3a、Rspo3和Noggin等生长因子的条件培养基,成功筛选出永生化肠道上皮细胞系(immortalized Intestinal Epithelial Cell line, iIEC)。该研究发表于《Scientific Reports》,为肠道生物学研究提供了新的工具。
关键技术方法包括:从野生型C57BL/6小鼠获取肠道干细胞富集球体;利用慢病毒载体导入SV40 large T抗原实现细胞永生化;通过培养适应和生长因子撤除筛选稳定细胞系;采用转录组分析、免疫荧光、LPS刺激及病毒感染实验评估细胞特性。
生长特性与上皮-间质转化特征
iIEC在体外表现出与传统细胞系相似的增殖能力,但转录组分析显示存在上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)的特征。尽管如此,细胞仍保留多种上皮属性,如细胞连接蛋白表达、肠段特异性标识,以及病毒感染时可激活先天免疫反应。
多能性及细胞因子应答
部分成纤维样克隆在LPS刺激下可分泌细胞因子,表明iIEC具有应激响应能力,适用于免疫相关研究。
基因操作与病原感染模型应用
研究人员进一步通过瞬时及稳定基因操作(如过表达、敲低等),以及肠道病原体感染实验,验证了iIEC在功能研究中的实用性,证明其可用于分子机制探索和病原-宿主互作研究。
综上所述,永生化肠道上皮细胞系(iIEC)不仅具备良好的可扩展性和操作便利性,还在一定程度上保留了肠道组织的生理特性,包括细胞极性、信号通路应答以及免疫反应能力。该模型填补了原代细胞与动物模型之间的实验空白,为一个可在基因操作、药物筛选、病原感染等多方面应用的平台提供了可能。研究者提出,iIEC可作为从体外发现向原代球体培养或动物实验过渡的重要桥梁,有望显著推动对肠道上皮发育、稳态维持及相关疾病机制的深入理解。
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