U251人胶质瘤细胞源自人脑胶质细胞瘤，呈星形贴壁生长，具强侵袭性与脑微环境适应性，是研究脑胶质瘤机制及抗脑肿瘤药物筛选的重要模型。

U251人胶质瘤细胞

U251人胶质瘤细胞是研究脑胶质瘤（以星形胶质细胞瘤为主）的核心体外模型，广泛应用于肿瘤生物学特性解析、发病机制研究及抗脑肿瘤药物研发。该细胞源自人脑胶质瘤组织，经体外分离培养后，完整保留了胶质瘤的恶性特征，兼具强侵袭性、脑微环境适应能力及神经细胞表型，为探索胶质瘤侵袭转移规律、筛选分子靶点及评估药物血脑屏障穿透性提供了可靠材料，是神经肿瘤学基础研究与临床转化的重要工具。

从细胞来源与生物学特性来看，U251 细胞源自人脑高级别胶质瘤组织，属于 WHO III-IV 级胶质瘤细胞系，病理特征与临床常见的弥漫性星形胶质细胞瘤高度契合。形态上，细胞呈典型星形胶质细胞样，胞体大小不均（直径 15-25μm），多为不规则星形或多边形，细胞核大而深染，核仁清晰（1-2 个），部分细胞可见多核或核分裂象，体现恶性增殖特点；细胞质丰富且延伸出纤长胞质突起，体外贴壁培养时呈 “星网状" 聚集生长，无接触抑制，与临床胶质瘤细胞的异质性、浸润性特征一致，便于通过显微镜观察生长状态与恶性程度。分子层面，细胞表达胶质瘤特异性标志物：星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、S100β 钙结合蛋白，以及恶性相关分子 —— 基质金属蛋白酶（MMP-2、MMP-9，调控肿瘤侵袭）、血管内皮生长因子（VEGF，促进血管生成）、表皮生长因子受体（EGFR，常见突变靶点）。其核心优势是强侵袭性与脑微环境适应性：Transwell 实验中可高效穿透人工基底膜与脑微血管内皮屏障，模拟胶质瘤 “沿神经纤维间隙浸润" 的临床行为；裸鼠脑内接种后能形成原位移植瘤，肿瘤生长模式与临床胶质瘤的浸润性生长一致，且可诱导宿主脑组织新生血管，为自身生长提供营养。

在培养条件与操作要点方面，需通过精细化调控维持细胞恶性表型与神经特性。培养基优先选择含 10%-15% 无支原体胎牛血清（FBS）的 DMEM 高糖培养基，若需模拟脑肿瘤微环境，可添加低浓度脑源性神经营养因子（BDNF，10ng/mL）或胶质细胞源性神经营养因子（GDNF，5ng/mL），避免细胞表型丢失。培养环境需严格控制在 37℃、5% CO₂恒温培养箱，相对湿度≥95%，温度与渗透压波动会影响胞质突起形成及 EGFR 信号活性，需格外注意。传代操作需在细胞融合度 80%-90% 时进行：先用磷酸盐缓冲液（PBS）轻柔清洗 2 次（避免破坏胞质突起），加入 0.25% 消化试剂，37℃孵育 3-5 分钟（因胞质突起增加贴壁面积，消化需充分）；待细胞间隙增大、收缩变圆后，加入含血清培养基终止消化，轻柔吹打为单细胞悬液，按 1:3-1:5 比例接种，每 2-3 天传代一次。培养中需定期更换培养基，清除乳酸、氨等代谢废物，防止抑制 EGFR 信号；所有试剂需经 0.22μm 滤膜过滤除菌，每 1-2 周通过 PCR 检测支原体，避免污染干扰细胞功能。冻存时采用含 10% 二甲基亚砜（DMSO）、20% FBS 的 DMEM 培养基，细胞浓度调整为 1×10⁶-2×10⁶个 /mL，梯度降温后液氮保存；复苏时 37℃水浴快速融化，用 10 倍体积新鲜培养基稀释 DMSO，离心后重悬接种，24 小时后通过 GFAP 免疫荧光验证细胞身份，确保特性稳定。

在科研应用领域，U251 细胞的价值贯穿胶质瘤研究全链条。机制研究中，可通过检测 PI3K-AKT、MAPK/ERK、EGFR 等异常激活的信号通路，分析 EGFRvIII、IDH1 等基因突变对细胞增殖、侵袭的影响，明确胶质瘤恶性进展的分子机制；利用其体外侵袭模型，研究 MMPs、VEGF 在肿瘤脑内浸润与血管生成中的作用，例如沉默 MMP-2 基因后观察细胞穿透血管屏障的能力变化，为抑制胶质瘤转移提供理论依据。分子靶点筛选中，细胞高表达 EGFR 等经典靶点，可通过药物干预或 CRISPR-Cas9 基因编辑调控靶点表达，验证靶点必要性 —— 如抑制 EGFR 活性可显著降低细胞增殖与侵袭能力，为 EGFR 靶向药物研发提供实验支撑；同时可通过转录组测序筛选特异性高表达的 lncRNA、miRNA，挖掘新型治疗靶点。药物研发中，细胞是体外评价的关键模型：构建 “U251 细胞 - 脑微血管内皮细胞" 共培养模型，评估药物血脑屏障穿透性；通过 Western blot 检测靶向药物对 EGFR、AKT 等靶蛋白磷酸化的抑制效果，结合 Transwell 实验验证药物对侵袭的阻断作用；长期低剂量药物处理可构建耐药细胞株，分析 ABCG2、MGMT 等耐药基因表达变化，为逆转耐药提供策略。动物模型构建上，将细胞立体定向接种至裸鼠脑内，可建立原位胶质瘤模型，通过 MRI 监测肿瘤生长，评估药物体内疗效与安全性；构建荧光素酶标记细胞模型，借助活体成像动态观察肿瘤侵袭转移过程，为精准治疗研究提供体内平台。

综上所述，U251 人胶质瘤细胞因与临床胶质瘤的高度一致性、稳定的恶性特征及广泛的科研适配性，成为神经肿瘤学研究的核心工具。其在机制解析、靶点筛选、药物研发中的应用，不仅推动了胶质瘤基础研究的突破，也为抗脑肿瘤药物的临床转化提供了关键支撑，尤其在高级别胶质瘤难治性问题研究中，具有不可替代的价值。