HPC人肾足细胞源自人正常肾脏肾小球，贴壁生长呈多突起形态，具维持肾小球滤过屏障功能，可用于肾病机制、滤过功能研究及相关药物安全性评价。

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更新时间：2025-11-11

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HPC人肾足细胞

一、细胞基本生物学特性

HPC人肾足细胞源自人正常肾脏肾小球（取自健康成年个体肾小球滤过膜中的足细胞层，经体外原代分离、纯化及条件诱导分化建立细胞株），是研究人类肾脏滤过功能调控、肾小球疾病发病机制及肾病药物研发的核心体外模型。其完整保留了正常肾足细胞的结构特征与功能表型，在模拟肾小球滤过屏障形成、裂孔隔膜功能及肾脏微环境响应方面表现稳定，广泛应用于肾脏生理学、病理学、毒理学及临床转化医学领域。

形态上，该细胞呈典型肾足细胞形态，分化成熟后以多突起星形为主，胞体中央呈圆形或椭圆形（胞体直径 8-12μm），向外延伸出数条主突起，主突起再分支形成次级突起，次级突起末端通过裂孔隔膜相互连接（扫描电镜下可见清晰的 “足突 - 裂孔" 结构）；胞质富含细胞骨架成分（如肌动蛋白丝，维持突起形态），近细胞膜处分布大量裂孔隔膜相关蛋白（如 nephrin）；细胞核大而圆，位于胞体中央，核仁清晰（1 个），染色质分布均匀（呈细颗粒状），核分裂象在分化成熟后罕见（<0.3%，未分化状态下约 1%-2%）。体外培养具 “增殖 - 分化" 双相特性：未分化状态下呈梭形，可贴壁增殖（传代 10-15 代）；经胰岛素 - 转铁蛋白 - 硒（ITS）诱导 7-10 天后进入分化状态，形成典型多突起结构，同时增殖停滞（G0 期比例升至 75% 以上），符合体内肾足细胞终末分化特征。

功能特性方面，HPC 人肾足细胞具备正常肾足细胞的三大核心生理功能：一是肾小球滤过屏障构建功能，分化后高表达裂孔隔膜蛋白（nephrin、podocin、CD2AP，阳性率≥90%），体外可形成类滤过屏障的跨膜电阻（TEER 值≥150Ω・cm²），对白蛋白的截留率达 95% 以上（模拟体内阻止大分子物质漏出的功能）；二是细胞骨架动态调控能力，可通过肌动蛋白丝重组响应外界刺激（如血管紧张素 Ⅱ 处理后，突起收缩率达 30%，TEER 值下降 40%），维持滤过屏障的动态平衡；三是肾脏损伤敏感性，对多种肾毒性物质（如高糖）具高度敏感性，高糖（30mmol/L）处理 72 小时后，nephrin 表达量下降 50%，裂孔隔膜结构紊乱，模拟糖尿病肾病早期足细胞损伤过程。

分子表型上，该细胞高表达肾足细胞特异性标志物：nephrin（细胞膜定位，阳性率≥92%，裂孔隔膜核心蛋白）、podocin（细胞膜阳性率≥90%）、足细胞特异性蛋白 WT1（核阳性率≥85%，转录调控因子），其中 nephrin⁺WT1⁺双阳性表型是其身份鉴定的核心依据；同时表达滤过功能相关蛋白，包括裂孔隔膜连接蛋白（CD2AP，维持结构完整性）、细胞骨架调节蛋白（α- 辅肌动蛋白 4）、信号传导蛋白（TRPC6，调控钙离子稳态）；细胞内存在正常肾足细胞te有的信号通路稳态：PI3K/Akt 通路（调控细胞存活，分化后活性降低）、Rac1/Cdc42 通路（调控细胞骨架重组）、Notch 通路（参与分化成熟，分化后通路关闭）；染色体核型为正常人类二倍体（46,XX/XY，无染色体异常），与健康人肾小球原代足细胞的分子特征wan全一致，确保实验结果的生理相关性。

二、体外培养关键条件

HPC 人肾足细胞的体外培养需模拟肾小球微环境，精准控制分化诱导条件，兼顾增殖与功能维持：

培养基选择：未分化增殖阶段使用 RPMI-1640 培养基，添加 10% 胎牛血清（FBS，低内毒素≤5 EU/mL）、5ng/mL 表皮生长因子（EGF，维持增殖）；分化诱导阶段更换为无血清 RPMI-1640 培养基，添加 1×ITS（胰岛素 5μg/mL、转铁蛋白 5μg/mL、硒 5ng/mL），培养 7-10 天至细胞出现多突起；开展肾病模型实验时，根据需求添加刺激物（如高糖模型加 30mmol/L D - 葡萄糖），作用时间 48-72 小时。

培养环境参数：温度稳定 37℃（±0.5℃），CO₂浓度 5%（±0.3%），相对湿度 95%；分化阶段需避免温度波动（±1℃会导致分化效率下降 30%），CO₂浓度异常会改变培养基 pH 值（pH<7.2 或> 7.4 时，nephrin 表达量下降 25% 以上），需通过培养箱实时监控调整。

传代与分化操作：未分化细胞融合度达 70%-80% 时传代，用细胞消化液（37℃孵育 2-3 分钟），中和后按 1:3 比例接种；分化诱导需在细胞贴壁后 24 小时启动，更换分化培养基后每 2 天换液 1 次，镜下观察到≥80% 细胞出现多突起即为分化成熟；传代次数控制在 15 代以内（超过 15 代分化能力显著下降）。

关键注意事项：血清需选择无肾毒性批次（劣质血清会导致足细胞提前衰老）；分化阶段严禁添加血清（血清会抑制裂孔隔膜蛋白表达）；培养器皿无需包被（未分化细胞可直接贴壁，分化后突起通过自身黏附分子固定）；避免频繁操作（震动会导致已形成的突起断裂）。

三、核心科研应用领域

肾脏生理机制研究：可用于解析肾小球滤过屏障形成机制，如沉默 nephrin 后观察 TEER 值变化（下降至 50Ω・cm² 以下，证实其对滤过功能的关键作用）；研究细胞骨架调控机制，通过抑制 Rac1 活性观察突起收缩情况（收缩率提升 40%，揭示骨架重组对屏障功能的影响），为理解肾脏滤过生理提供实验依据。

肾小球疾病机制研究：构建多种肾病模型，如糖尿病肾病模型（高糖诱导），检测模型中 nephrin、podocin 的表达变化及细胞凋亡率（高糖处理后凋亡率升至 15% 以上），筛选疾病相关差异基因（如高糖下 TRPC6 表达升高 2 倍），为明确肾病发病机制提供直接证据。

肾病药物筛选与评价：用于高通量筛选保护足细胞的候选药物，如检测中药活性成分（如黄芪甲苷）对高糖损伤细胞的修复作用（黄芪甲苷 50μmol/L 处理后，nephrin 表达恢复 60%，TEER 值回升至 120Ω・cm²）；评价药物肾毒性，通过检测药物处理后足细胞存活率、裂孔隔膜完整性（如某些抗生素会导致 nephrin 降解，提示肾毒性风险）。