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更新时间:2025-10-30
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NCI-H1299人非小细胞肺癌细胞
NCI-H1299人非小细胞肺癌细胞是由美国国家癌症研究所(NCI)分离建立的经典人非小细胞肺癌(NSCLC)细胞系,源自一名晚期非小细胞肺癌患者的肿瘤组织。其核心特点是不携带表皮生长因子受体(EGFR)、 Kirsten 大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(KRAS)等非小细胞肺癌常见驱动突变,生物学特性稳定且与临床 “无驱动突变型" 非小细胞肺癌高度契合,成为全球该亚型肺癌基础研究、药物研发及耐药机制探索的核心实验模型,为破解无靶点非小细胞肺癌治疗难题提供了关键支撑。
一、核心生物学特性
病理与形态特征
作为典型的非小细胞肺癌细胞系,NCI-H1299 具备非小细胞肺癌的标志性病理表型,可稳定表达非小细胞肺癌广谱标志物,如细胞角蛋白 5/6(CK5/6)、细胞角蛋白 18(CK18),但不表达甲状腺转录因子 1(TTF-1),与临床中部分肺鳞癌或大细胞肺癌亚型的病理特征相似。在倒置显微镜下观察,细胞呈梭形或多边形,细胞质边界清晰,细胞核大而致密,核仁不明显,核质比显著高于正常肺上皮细胞;生长方式为典型贴壁生长,细胞排列松散却紧密附着于培养皿表面,传代时需通过消化处理使细胞脱离基质,分散成单细胞悬液以维持良好生长状态,避免细胞聚团影响实验重复性。
分子遗传特征
NCI-H1299 zui显著的分子特征是无 EGFR、KRAS 等非小细胞肺癌常见驱动突变,同时也不携带间变性淋巴瘤激酶(ALK)、ROS1、RET 等融合基因,属于临床中典型的 “无驱动突变型" 非小细胞肺癌模型。此外,该细胞系存在p53 基因纯合缺失—— 这一分子改变会导致细胞凋亡调控机制wan全紊乱,使细胞失去对 DNA 损伤的修复与凋亡启动能力,进而表现出更强的增殖活性与抗损伤能力。同时,NCI-H1299 还存在端粒酶活性异常升高,可维持染色体端粒长度,支持细胞无限增殖,进一步模拟了临床非小细胞肺癌的恶性生物学特征。
生长动力学特性
在标准培养条件下,NCI-H1299 的种群倍增时间约为 40-50 小时,增殖速率较快,细胞活力稳定(常规培养时活率可达 85%-90%)。当细胞融合度达到 70%-80% 时进入对数生长期,此时细胞形态均一、代谢活跃,且无驱动突变相关信号通路的干扰,是开展药物敏感性检测、基因编辑、信号通路筛选等实验的最佳时期;若细胞融合度过高(超过 85%),易出现营养竞争加剧、代谢废物堆积,导致部分细胞凋亡或形态变形(如细胞拉长、细胞质颗粒增多),因此需及时传代(建议每 1-2 天传代一次)以维持细胞的生物学特性稳定。
二、主要研究应用场景
无驱动突变型非小细胞肺癌发病机制研究
依托 “无常见驱动突变" 的独特属性,NCI-H1299 成为解析无靶点非小细胞肺癌恶性生物学行为机制的理想模型。例如,通过 CRISPR/Cas9 技术在该细胞中恢复 p53 基因表达,可观察到细胞增殖速率显著减缓、细胞周期阻滞于 G2/M 期,且凋亡率明显升高,进而明确 p53 缺失在无驱动突变型非小细胞肺癌无限增殖中的核心作用;此外,利用该细胞系研究端粒酶活性调控机制,可揭示其维持细胞永生化的分子路径 —— 如检测不同处理条件下端粒酶逆转录酶(hTERT)的表达变化,探索抑制端粒酶活性对细胞增殖的影响,为挖掘无靶点非小细胞肺癌的潜在治疗靶点(如 hTERT 抑制剂)提供实验依据。同时,NCI-H1299 也常用于非小细胞肺癌转移机制研究,通过 Transwell 实验观察细胞侵袭能力,结合基因表达分析,筛选调控肿瘤转移的关键基因(如基质金属蛋白酶 MMP9)。
广谱抗肿瘤药物筛选与评价
由于不携带特定驱动突变,NCI-H1299 广泛应用于非小细胞肺癌广谱抗肿瘤药物(如hua疗药物、免yi治疗药物)的筛选与活性验证。在药物筛选实验中,可通过 MTT 法、CCK-8 法检测候选药物对该细胞增殖的抑制效果,计算半数抑制浓度(IC50),初步评估药物对无驱动突变型非小细胞肺癌的活性;对于免yi治疗相关研究,可通过检测药物处理后细胞表面 PD-L1 的表达变化,或联合免疫细胞(如 T 细胞)共培养实验,评估药物的免疫调节作用;此外,通过建立 NCI-H1299 裸鼠移植瘤模型,可在体内验证药物的抗肿瘤效果(如肿瘤体积缩小率、小鼠生存期延长情况),为药物临床转化提供关键的体内外数据支持。例如,在新型hua疗增敏剂的研发中,NCI-H1299 常被用于验证药物对非小细胞肺癌的协同抑制效果。
非小细胞肺癌耐药机制与逆转研究
NCI-H1299 也是研究无驱动突变型非小细胞肺癌耐药机制的重要载体。通过逐步提高药物浓度(如临床常用的铂类药物、抗微管类药物)诱导该细胞系建立耐药细胞株(如 NCI-H1299/DR),对比敏感株与耐药株的基因表达谱(如 RNA 测序)、蛋白水平变化(如 Western blot),可挖掘耐药相关分子。研究发现,耐药株中常出现 ABC 转运蛋白(如 ABCB1、ABCG2)高表达、DNA 损伤修复基因(如 ERCC1、BRCA1)激活或上皮 - 间质转化(EMT)相关标志物(如 N - 钙粘蛋白、Snail)上调 ——ABC 转运蛋白可将细胞内药物泵出体外,降低胞内药物浓度;DNA 损伤修复基因激活可增强细胞对药物诱导损伤的修复能力;EMT 则可提升细胞的侵袭性与耐药性。针对这些机制,可筛选相应的抑制剂(如 ABC 转运蛋白抑制剂、DNA 损伤修复抑制剂),并在 NCI-H1299 模型中验证其逆转耐药的效果,为临床无驱动突变型非小细胞肺癌耐药患者的治疗提供新策略。
三、细胞培养关键要点
培养基选择与配置
NCI-H1299 常规使用 RPMI-1640 培养基进行培养,该培养基营养成分均衡,可满足细胞快速增殖的需求;需添加 10% 胎牛血清(FBS,经 56℃热灭活 30 分钟,去除补体成分对细胞的潜在损伤),为细胞提供生长所需的营养物质与生长因子(如 EGF、IGF);为预防细菌污染,可加入适量抗菌制剂。培养基的 pH 值需严格控制在 7.2-7.4 之间,使用前需在 37℃水浴锅中预热至室温,避免低温刺激导致细胞应激损伤,影响细胞增殖速率。
培养环境控制
细胞需置于 37℃、5% CO₂、湿度 95% 以上的恒温培养箱中培养:37℃为细胞代谢与酶活性的最适温度,可维持端粒酶的活性与细胞的快速增殖;5% CO₂通过调节培养基中碳酸氢盐的平衡,维持 pH 值稳定,避免 pH 异常影响细胞生长;95% 以上的湿度可防止培养基过度蒸发,避免渗透压改变导致细胞脱水或肿胀。培养过程中需定期检查培养箱参数,确保温度、CO₂浓度与湿度稳定,尤其避免 CO₂浓度波动过大导致细胞形态异常或增殖速率下降。
传代与冻存操作
当细胞融合度达到 70%-80% 时进行传代:首先用 PBS 缓冲液轻轻洗涤细胞 2 次,去除残留血清与代谢废物,避免影响后续消化效果;随后加入适量细胞消化液,37℃孵育 1-2 分钟(因细胞贴壁程度中等,消化时间不宜过长),在显微镜下观察到细胞边缘收缩、变圆后,立即加入含血清的培养基终止消化(血清可中和消化液活性);用移液器轻柔吹打细胞,避免用力过猛损伤细胞,制成单细胞悬液;最后按 1:4-1:6 的比例将细胞接种到新的培养皿中(因细胞增殖速率较快,传代比例可适当提高),加入新鲜培养基,置于培养箱中继续培养。
冻存时需选用对数生长期的细胞(此时细胞活力高、分子特征稳定),采用 90% FBS+10% DMSO 的混合液作为冻存液(DMSO 可降低细胞内冰晶形成,减少冻存损伤);将细胞悬液与冻存液按 1:1 比例混合均匀,分装至冻存管中,标注细胞名称、冻存日期与代次;冻存过程需遵循梯度降温原则:4℃放置 30 分钟→-20℃放置 1 小时→-80℃过夜→转入液氮中长期保存(液氮温度为 - 196℃,可长期维持细胞活性与分子特征)。复苏时,将冻存管从液氮中取出,快速放入 37℃水浴锅中,轻轻摇晃至液体wan全融化(时间不超过 1 分钟);随后将细胞悬液转移至离心管中,加入 5 倍体积的预热培养基,1000rpm 离心 5 分钟,去除 DMSO(DMSO 对细胞有一定毒性);弃去上清液,用新鲜培养基重悬细胞后接种到培养皿中,复苏后 24 小时内避免换液,让细胞充分适应环境,提高存活率。
四、实验使用注意事项
NCI-H1299 属于人源肿瘤细胞系,操作时需严格遵守生物安全二级(BSL-2)实验室规范,佩戴无菌手套、口罩与实验服,避免细胞接触皮肤或黏膜;实验结束后需对实验器材(如移液器、培养皿、离心管)、台面用 75% 乙醇彻di消毒,防止细胞污染与生物安全风险。
开展药物敏感性实验或分子机制研究时,需使用对数生长期的细胞,确保细胞状态一致,减少实验误差;同时需设置空白对照组(仅加入培养基)、溶剂对照组(加入药物溶解所用溶剂,如 DMSO)及阳性对照组(如已知对无驱动突变型非小细胞肺癌有效的药物),排除溶剂干扰并验证实验体系的有效性。
长期培养过程中,需每传代 10-15 代通过 STR 分型检测验证细胞身份,对比细胞系标准 STR 图谱,避免细胞交叉污染(如与其他非小细胞肺癌细胞系混淆);每传代 5-8 代需通过基因检测(如 PCR、测序)确认 p53 基因缺失状态及无 EGFR/KRAS 突变特征,防止细胞发生遗传漂变导致分子特征改变,影响实验结果的准确性。
细胞传代次数建议不超过 30 代,超过后细胞易出现功能退化(如增殖速率下降、耐药性异常),需从液氮中复苏早期冻存的细胞(如第 5-10 代),保证实验结果的稳定性与重复性;培养过程中避免频繁更换培养基,防止细胞生长环境波动过大,影响细胞状态。
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