HK-2人肾近曲小管上皮细胞源自成人肾组织，贴壁生长，具近曲小管专属转运功能，对肾毒性物质敏感，用于肾脏疾病模型、药物肾毒性评估及肾小管生理研究。

HK-2人肾近曲小管上皮细胞

一、细胞基本生物学特性

HK-2人肾近曲小管上皮细胞源自健康成人肾近曲小管组织，经原代分离纯化后，通过 SV40 病毒大 T 抗原永生化建立，虽经永生化处理，但仍保留近曲小管上皮细胞核心功能，可稳定传代 50 代以上，是研究肾脏近曲小管生理功能、损伤机制及药物肾毒性的经典体外模型，广泛应用于肾脏病学、药理学及毒理学领域。

形态上，该细胞呈典型近曲小管上皮细胞形态：贴壁生长时为不规则多边形或柱状，细胞排列紧密形成单层上皮，具有明显极性（基底侧与管腔侧结构差异显著），胞体直径 18-22μm；胞质丰富，HE 染色呈嗜酸性，基底侧聚集大量线粒体（为主动转运提供能量，光学显微镜下可见胞质颗粒感），管腔侧富含微绒毛形成刷状缘（电镜下可见密集排列的微绒毛，是物质重吸收的关键结构）；细胞核呈圆形，位于细胞基底侧，核仁 1-2 个，染色质呈细网状，核分裂象少见（永生化后增殖活性温和，分裂象比例约 1%-3%）。体外培养时，细胞形态随损伤状态变化明显，经庆da霉素等肾毒性物质处理后，会出现刷状缘脱落、线粒体肿胀、细胞间隙增宽等现象，精准模拟体内近曲小管损伤的病理特征，确保实验结果与临床肾脏疾病高度关联。

功能特性方面，HK-2 细胞具备近曲小管上皮细胞专属功能，与其他肾上皮细胞系差异显著。一是高效物质重吸收功能：高表达近曲小管特异性转运体，如管腔侧分布的钠 - 葡萄糖协同转运体 1/2（SGLT1/2），其葡萄糖重吸收效率是普通肾上皮细胞的 3-5 倍，可通过放射性标记葡萄糖检测转运活性；还表达钠 - 磷共转运体（NaPi-Ⅱa，介导 90% 肾脏磷重吸收）、中性氨基酸转运体（SLC6A19）及水通道蛋白 1（AQP1，基底侧与管腔侧均有分布，参与水的跨膜转运），对葡萄糖、氨基酸等小分子物质的重吸收率达 80% 以上，wan美复刻体内近曲小管的转运特性。二是肾毒性物质敏感性：对近曲小管特异性毒性物质高度敏感，500μg/mL 庆da霉素处理 24 小时，细胞存活率降至 40%-50%；10μmol/L shun铂处理 48 小时，凋亡率达 70%；1μmol/L 马兜铃酸处理 24 小时，可诱导细胞发生上皮 - 间质转化；损伤后还会特异性表达近曲小管损伤标志物，如 24 小时内中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）表达升高 10-15 倍，损伤早期谷胱gan肽 S - 转移酶（GST-α）释放增加，是评估药物近曲小管毒性的理想模型。三是炎症与修复响应：对 IL-1β、TGF-β1 等肾脏炎症因子敏感，10ng/mL IL-1β 处理 24 小时，IL-8、MCP-1 等炎症因子表达升高 8-10 倍；损伤后可激活 PI3K/Akt、MAPK 通路促进细胞迁移（划痕愈合实验 48 小时愈合率达 50%-60%），同时分泌 EGF、HGF 等修复因子，模拟近曲小管损伤后的自我修复过程；长期损伤还会诱导细胞发生上皮 - 间质转化（α-SMA 表达升高，E - 钙黏蛋白表达降低），参与肾间质纤维化早期进程。

分子表型上，该细胞高表达近曲小管特异性标志物：管腔侧刷状缘抗原（BBE，阳性率≥95%，近曲小管上皮细胞专属标志物）、胞质内细胞角蛋白 18（CK18，阳性率≥90%）、细胞膜上 γ- 谷氨酰转移酶（GGT，阳性率≥85%，近曲小管酶活性特征），其中 BBE⁺GGT⁺双阳性是其近曲小管细胞身份的核心鉴定依据；同时表达 SGLT2（阳性率≥80%）、NaPi-Ⅱa（阳性率≥75%）等转运体相关分子；细胞内信号通路符合近曲小管调节机制，AMPK 通路调控物质转运能量平衡，HIF-1α 通路参与缺氧损伤适应，TGF-β/Smad 通路介导上皮 - 间质转化；核型稳定（46,XX/XY，永生化后无明显染色体畸变），无致瘤性（裸鼠接种后无肿瘤形成），确保实验安全性与重复性。

二、体外培养关键条件

HK-2 细胞培养需重点维持其近曲小管特异性功能（如刷状缘结构、转运体活性），避免培养条件不当导致功能丢失。

培养基选择上，优先使用 1:1 比例的 DMEM/F12 培养基，添加 10% 胎牛血清（FBS，低内毒素≤5 EU/mL，选择未热灭活血清以保留生长因子，维持刷状缘结构）、5μg/mL 胰岛素、5μg/mL 转铁蛋白、5ng/mL 硒（ITS 添加剂，促进转运体表达）及 100U/mL 双抗；培养基 pH 值控制在 7.2-7.4，渗透压 300-310 mOsm/kg（模拟肾脏近曲小管内环境渗透压，渗透压过低易导致刷状缘脱落）。开展转运实验时，需用含 2% FBS 的培养基饥饿 12 小时；进行肾毒性实验时，可使用无血清培养基。

培养环境参数需严格控制：温度 37℃±0.5℃，CO₂浓度 5%±0.3%，湿度≥95%；温度波动超过 ±1℃会导致 SGLT2 活性下降 40%；CO₂浓度异常会影响细胞极性（高 CO₂易导致基底侧线粒体分布紊乱）；模拟缺氧环境时，可将氧气浓度降至 3%-5%，诱导 HIF-1α 表达，用于缺血性肾损伤研究。

传代操作要点：细胞融合度达 80%-90% 时进行传代，用 PBS 清洗 2 次后，加入含 EDTA 的 0.25% 消化液（温和消化，避免破坏刷状缘），37℃孵育 5-8 分钟，镜下观察到细胞间隙增大后，加入血清终止消化，轻柔吹打至单细胞悬液，按 1:3 比例接种至预包被胶原 Ⅰ 的培养皿（胶原 Ⅰ 可促进细胞极性建立，贴壁率≥95%）；传代次数建议不超过 40 代，避免永生化相关表型漂移。

关键注意事项：细胞对血清批次敏感，不同批次血清可能导致 GGT 活性波动 30%，建议长期使用同一批次血清，更换前需验证 BBE 表达与 SGLT2 活性；培养过程中避免频繁换液（每 3 天换液 1 次，频繁换液易丢失 ITS 成分）；定期通过 PAS 染色观察刷状缘结构，阳性率低于 70% 时需更换细胞。

三、核心科研应用领域

在近曲小管损伤机制研究中，HK-2 细胞可构建多种损伤模型，如庆da霉素诱导的药物性肾损伤模型（模拟刷状缘脱落、线粒体损伤）、缺氧诱导的缺血性肾损伤模型（诱导 HIF-1α 表达、NGAL 升高）、马兜铃酸诱导的肾病模型（诱导上皮 - 间质转化），助力解析近曲小管损伤的分子机制（如氧化应激、线粒体功能异常），为急性肾损伤、慢性肾脏病研究提供依据。

药物肾毒性评估方面，该细胞可用于高通量筛选药物近曲小管毒性（如抗生素、hua疗药物），通过检测细胞活力、GGT 释放、SGLT2 活性评估药物毒性；还能早期预测药物肾毒性风险（如药物处理 24 小时内 NGAL 升高提示潜在损伤），为药物临床前安全性评价提供关键数据。

肾脏生理功能研究中，HK-2 细胞可解析近曲小管物质转运机制（如 SGLT2 抑制剂对葡萄糖转运的影响）、离子平衡调节（如 NaPi-Ⅱa 对磷重吸收的调控），还能研究胰岛素、甲状旁腺激素等激素对近曲小管功能的调节，为理解肾脏生理功能提供实验支持。

肾病治疗药物筛选领域，该细胞可用于筛选近曲小管保护药物（如抗氧化剂、抗炎药物），评估药物对损伤细胞的修复效果（如促进刷状缘重建、抑制上皮 - 间质转化）；还能验证 SGLT2 抑制剂等靶向药物的疗效，为肾病治疗药物研发提供模型支持。

四、质量控制与注意事项

质量控制标准需满足：台盼蓝染色检测细胞活力≥90%，BBE⁺GGT⁺细胞比例≥85%，PAS 染色刷状缘阳性率≥75%；SGLT2 介导的葡萄糖转运活性≥20pmol/min/mg protein，10μmol/L shun铂处理 48 小时细胞凋亡率≥60%；无细菌、真菌、支原体污染，核型正常，无致瘤性。

使用注意事项包括：长期培养每 10 代需验证 BBE 表达与转运体活性，避免表型漂移；与 786-O 等肾癌细胞分开培养，防止交叉污染；毒性实验需设庆da霉素阳性对照与溶剂对照，转运实验设根皮苷（SGLT2 抑制剂）对照；冻存液为 DMEM/F12+10% DMSO+20% FBS+ITS，梯度降温冻存，复苏后 48 小时检测刷状缘结构，确保功能恢复；操作遵守生物安全二级规范，废弃培养物经消毒后高压灭菌，实验人员定期体检。