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NRK 大鼠腎細(xì)胞簡介

起源與背景

細(xì)胞特性

1. 形態(tài)與生長特性
   • 形態(tài)：貼壁生長，呈規(guī)則的多邊形或鵝卵石樣排列，類似原代腎小管上皮細(xì)胞；細(xì)胞核圓形或卵圓形，位于細(xì)胞中央，細(xì)胞質(zhì)透明且邊界清晰（高倍鏡下可見微絨毛結(jié)構(gòu)）。
   • 增殖能力：永生性細(xì)胞系，可穩(wěn)定傳代（建議使用 20 代以內(nèi)），倍增時間約 24-36 小時，密度達 80%-90% 時需傳代，過度匯合可能導(dǎo)致細(xì)胞接觸抑制或分化表型改變。
2. 表型與功能特性
   • 腎小管上皮標(biāo)志表達：
     • 高表達上皮細(xì)胞標(biāo)志物：細(xì)胞角蛋白 18（CK18）、E - 鈣粘蛋白（E-Cadherin）、緊密連接蛋白（ZO-1、Occludin）。
     • 功能性轉(zhuǎn)運蛋白表達：鈉 - 葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白 2（SGLT2）、鈉 - 鉀 ATP 酶（Na?/K?-ATP 酶）、水通道蛋白 1（AQP1，參與水重吸收）。
   • 損傷與應(yīng)激響應(yīng)：
     • 對腎毒性物質(zhì)敏感：如順鉑、氨基糖苷類抗生素、高濃度葡萄糖（模擬糖尿病腎病環(huán)境）可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡或壞死，表現(xiàn)為 LDH 釋放增加、線粒體膜電位下降。
     • 炎癥因子（如 IL-1β、TGF-β1）可激活 NF-κB 通路，誘導(dǎo)單核細(xì)胞趨化蛋白 - 1（MCP-1）、血管細(xì)胞黏附分子 - 1（VCAM-1）等炎癥介質(zhì)表達。
   • 細(xì)胞外基質(zhì)代謝：
     • 在病理刺激（如高糖、TGF-β1）下，可合成Ⅰ 型膠原、纖連蛋白（FN）、層粘連蛋白（LN），模擬腎小管間質(zhì)纖維化過程。

培養(yǎng)與保存

1. 培養(yǎng)條件
   • 培養(yǎng)基：經(jīng)典配方為含 10% 胎牛血清（FBS）的DMEM/F12 培養(yǎng)基（1:1 混合）或MEM 培養(yǎng)基，部分實驗需添加胰島素 - 轉(zhuǎn)鐵蛋白 - 硒（ITS）復(fù)合物以維持上皮細(xì)胞特性。
   • 環(huán)境：37℃、5% CO?恒溫培養(yǎng)箱，濕度 95% 以上，pH 維持 7.2-7.4。
   • 傳代方法：0.25% 胰酶 - EDTA 消化（約 1-2 分鐘，避免過度消化導(dǎo)致細(xì)胞成團或損傷），傳代比例通常為 1:2-1:3，接種密度建議為 3×10?-5×10? cells/cm2。
2. 凍存與復(fù)蘇
   • 凍存液：含 10% DMSO、30% FBS 的 DMEM 培養(yǎng)基，細(xì)胞密度調(diào)整為 1×10?-3×10? cells/mL，程序降溫（-80℃過夜后轉(zhuǎn)液氮）。
   • 復(fù)蘇要點：37℃水浴快速解凍，離心去除凍存液后接種于含 15% FBS 的培養(yǎng)基中，24 小時內(nèi)更換新鮮培養(yǎng)基以清除死細(xì)胞。

應(yīng)用領(lǐng)域

1. 腎臟疾病機制研究
   • 糖尿病腎病：通過高糖（25-30 mM 葡萄糖）或晚期糖基化終末產(chǎn)物（AGEs）處理細(xì)胞，模擬腎小球高濾過和腎小管損傷，研究 TGF-β/Smad 通路在腎纖維化中的作用。
   • 急性腎損傷（AKI）：利用順鉑或缺血 - 再灌注（通過缺氧培養(yǎng)箱模擬）誘導(dǎo)細(xì)胞損傷，分析 NLRP3 炎癥小體激活、氧化應(yīng)激（ROS 水平）與細(xì)胞焦亡的關(guān)系。
2. 腎小管上皮細(xì)胞生物學(xué)
   • 細(xì)胞極性與轉(zhuǎn)運功能：通過 Transwell 小室檢測細(xì)胞跨膜電阻（TER）和熒光標(biāo)記物（如 FITC - 葡聚糖）的通透性，研究緊密連接蛋白調(diào)控機制。
   • 上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）：在 TGF-β1 誘導(dǎo)下，NRK 細(xì)胞可發(fā)生 EMT，表現(xiàn)為 E-Cadherin 表達下降、α-SMA 和波形蛋白（Vimentin）表達上升，用于研究腎纖維化的早期事件。
3. 藥物腎毒性篩選
   • 評估候選藥物（如抗腫瘤藥物、抗生素）對腎小管上皮的直接損傷，通過 MTT 法、流式細(xì)胞術(shù)（檢測凋亡率）或 ELISA 檢測腎損傷分子 - 1（KIM-1）、中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白（NGAL）等生物標(biāo)志物。
4. 腎臟再生與修復(fù)研究
   • 探討干細(xì)胞因子（如 HGF、EGF）或外泌體對 NRK 細(xì)胞增殖與遷移的促進作用，例如通過劃痕**實驗或 Transwell 遷移實驗驗證修復(fù)能力。
   • 研究表觀遺傳調(diào)控（如 miRNA-21、lncRNA H19）對腎小管上皮細(xì)胞存活的影響，為 AKI 治療提供新靶點。

局限性與注意事項

• 功能簡化性：NRK 細(xì)胞為永生化細(xì)胞，與原代腎小管上皮細(xì)胞相比，部分特異性功能（如復(fù)雜的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運網(wǎng)絡(luò)、激素響應(yīng)）可能減弱，復(fù)雜機制研究需結(jié)合原代細(xì)胞或腎臟類器官模型。
• 血清干擾：血清中的生長因子（如 EGF、IGF）可能影響損傷模型的穩(wěn)定性，建議在刺激實驗（如高糖、毒素處理）前使用無血清培養(yǎng)基饑餓處理 12-24 小時。
• 株系差異：不同來源的 NRK 細(xì)胞（如 NRK-52E 源自近端小管，NRK-49F 為成纖維細(xì)胞樣表型）功能異質(zhì)性顯著，實驗前需通過標(biāo)志物鑒定細(xì)胞類型（如免疫熒光染色檢測 CK18 和波形蛋白）。