HepG2人肝癌细胞源自人肝癌组织，贴壁生长，具肝癌细胞病理特征与稳定增殖能力，可分泌白蛋白，用于肝癌机制、药物筛选及肝毒性评价研究。

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更新时间：2025-11-12

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HepG2人肝癌细胞

一、细胞基本生物学特性

HepG2人肝癌细胞源自 15 岁男性肝癌患者的肝肿瘤组织，经体外分离培养与纯化建立，属贴壁生长型肝癌细胞系。细胞保留肝癌细胞核心病理特征与肝特异性功能：一是稳定增殖能力（无传代次数限制，每代周期约 48-72 小时），可持续增殖且维持肝癌细胞表型；二是肝特异性功能表达，能合成并分泌白蛋白、尿素，具备一定的药物代谢酶（如 CYP450 酶系）活性，是研究肝癌发生发展机制、肝毒性评价及抗肿瘤药物筛选的关键模型，广泛应用于肿瘤学、药理学及肝病学领域。

细胞形态具典型上皮样肿瘤细胞特征：贴壁生长时呈多角形或不规则形，单个细胞直径 15-25μm，胞质丰富（含肝特异性蛋白颗粒），部分细胞可见脂肪滴或糖原颗粒；细胞核大而不规则，核仁明显（1-2 个），染色质分布不均，核分裂象常见（比例 3%-5%），体现肿瘤细胞增殖活性。体外培养时，细胞可形成单层贴壁细胞层，生长密度较高时仍保持良好分散性，无明显克隆聚集现象；在特定诱导条件下（如添加wei A 酸），细胞可出现部分分化特征，如白蛋白分泌量增加、CYP450 酶活性增强。

核心功能聚焦三方面：一是肝癌病理特征维持，高表达肝癌相关标志物 —— 甲胎蛋白（AFP，免疫荧光阳性率≥90%）、细胞角蛋白 19（CK19，阳性率≥85%），低表达正常肝细胞标志物（如肝细胞核因子 4α，HNF4α，阳性率≤30%），模拟肝癌细胞的异常表型；二是肝特异性功能执行，可合成白蛋白（分泌量达 10-15μg/10⁶细胞 / 24h，ELISA 检测）、尿素（合成量≥5μmol/10⁶细胞 / 24h），表达 CYP3A4、CYP2C9 等药物代谢酶（活性为正常肝细胞的 30%-50%），可用于药物代谢与肝毒性研究；三是肿瘤侵袭与转移模拟，在体外侵袭实验中，细胞可穿透 Matrigel 基质胶（侵袭率≥20%），表达基质金属蛋白酶（MMP-2、MMP-9），模拟肝癌细胞的侵袭能力，可用于研究肝癌转移机制。

分子表型鉴定明确：高表达肝癌标志物 AFP（胞质阳性）、CK19（细胞膜阳性）、上皮细胞黏附分子（EpCAM，细胞膜阳性率≥80%）；表达肝特异性功能蛋白白蛋白（胞质阳性）、CYP450 酶系；信号通路方面，PI3K/Akt/mTOR 通路（Akt 磷酸化率≥60%）、Ras/Raf/MEK 通路（ERK 磷酸化率≥50%）持续激活，模拟肝癌细胞的异常信号传导；核型分析显示为近二倍体，染色体数目 44-48 条，存在染色体结构异常（如 1 号染色体长臂扩增），符合肝癌细胞遗传特征，裸鼠皮下接种后可形成移植瘤（成瘤率 100%），无远处转移，安全性经实验验证。

二、体外培养关键条件

为维持细胞肝癌表型与肝特异性功能，需精准控制培养环境与营养条件：

培养基配置：采用 MEM 培养基（含 Earle's 盐），添加 10% 胎牛血清（需筛选批次，确保白蛋白含量≤5μg/mL，避免干扰检测）、1% 非必需氨基酸（NEAA）、1mM 丙酮酸钠（维持细胞能量代谢）、1% 青mei素 - 链mei素（防污染）。培养基 pH 值严格控制在 7.2-7.4（偏离 0.2 会导致细胞增殖率下降 20%，白蛋白分泌减少 15%），渗透压 280-300mOsm/kg（过高易导致细胞凋亡）。进行药物代谢实验时，需使用无血清培养基饥饿 12 小时，再添加药物底物；进行侵袭实验时，需在培养基中添加 10ng/mL EGF（增强细胞侵袭能力）。

环境参数：培养箱温度稳定在 37℃±0.5℃（温度波动 ±1℃会使细胞增殖率下降 25%，CYP450 酶活性降低 30%），CO₂浓度 5%±0.3%（过低导致 pH 升高，过高抑制细胞呼吸），相对湿度≥95%（避免培养基蒸发，维持营养浓度稳定）。无需特殊基质铺板，细胞可直接在普通培养皿上贴壁生长（贴壁率≥90%），但进行侵袭实验时需使用 Matrigel 包被的 Transwell 小室。

传代操作：细胞融合度达 80%-90% 时进行传代，操作步骤：①用无菌 PBS 轻柔清洗细胞 2 次（每次 1 分钟，避免细胞脱落）；②加入 0.25% 含 EDTA 的胰dan白酶消化液，37℃孵育 5-7 分钟（镜下观察到细胞间隙增大、胞体收缩变圆即可终止）；③加入含血清的培养基终止消化，轻柔吹打细胞（吹打次数≤10 次，避免细胞破碎）；④1000rpm 离心 5 分钟，弃上清后用新鲜培养基重悬；⑤按 1:3-1:5 比例接种至普通培养皿（传代比例过高易导致细胞生长缓慢）。

培养注意事项：细胞对血清批次敏感性较高，不同批次血清可导致 AFP 分泌量波动 40%、CYP450 酶活性波动 35%，需通过预实验筛选适配批次；每 3 天更换一次培养基（细胞代谢旺盛，易积累代谢废物）；每 10 代检测细胞肝癌标志物（AFP、CK19）与肝特异性功能（白蛋白分泌、CYP450 酶活性），防止细胞功能漂移；避免细胞过度融合（超过 95% 易导致细胞脱落、表型改变），及时传代。

三、核心科研应用领域

肝癌机制研究：可作为肝癌细胞模型，研究肝癌发生发展的分子机制：如通过沉默或过表达特定基因（如 p53、MYC），观察细胞增殖、凋亡及侵袭能力变化，揭示基因在肝癌中的作用；通过检测细胞对缺氧、营养缺乏的响应，研究肿瘤微环境对肝癌细胞的影响；也可用于筛选肝癌驱动基因突变，为肝癌诊断与治疗提供靶点。

抗肿瘤药物筛选与评价：用于体外筛选抗肝癌药物，评估药物疗效与毒性：如检测hua疗药物（如索拉非尼）对细胞增殖的抑制作用（IC50 值测定），观察药物诱导的细胞凋亡率（流式细胞术检测）；通过 Transwell 实验评估药物对细胞侵袭能力的抑制效果；结合 CYP450 酶活性检测，预测药物代谢途径与潜在药物相互作用，为临床用药提供数据支持。

肝毒性评价：利用细胞的肝特异性功能，用于药物、化学物质的肝毒性检测：如检测药物对细胞存活率的影响（MTT 法），评估药物对白蛋白分泌、尿素合成的抑制作用；通过检测细胞内活性氧（ROS）水平、丙二醛（MDA）含量，评估药物诱导的氧化应激损伤；通过检测 CYP450 酶活性变化，评估药物对肝代谢功能的影响，相比动物模型更贴近人类肝脏生理特征。

肝癌诊断试剂研发：作为阳性对照细胞，用于肝癌诊断试剂的研发与验证：如用于 AFP、CK19 等肝癌标志物检测试剂盒的灵敏度与特异性验证；用于肝癌循环肿瘤细胞（CTC）检测技术的优化，通过模拟 CTC 的生物学特征，评估检测方法的准确性；也可用于肝癌影像学造影剂的研发，通过细胞水平实验评估造影剂的靶向结合能力。

四、质量控制与使用注意事项

（一）质量控制标准

细胞活力与纯度：台盼蓝染色检测细胞活力≥90%，传代 24 小时后细胞贴壁率≥90%；流式细胞术检测肝癌标志物 AFP⁺细胞≥90%、CK19⁺细胞≥85%，无成纤维细胞污染（Vimentin⁺细胞 < 3%）、血细胞污染（CD45⁺细胞 < 1%），确保细胞纯度。

功能验证指标：白蛋白分泌量≥10μg/10⁶细胞 / 24h，尿素合成量≥5μmol/10⁶细胞 / 24h；CYP3A4 酶活性≥10pmol/min/mg 蛋白；体外侵袭实验中，细胞侵袭率≥20%；裸鼠成瘤率 100%，肿瘤生长曲线稳定。

安全检测：细菌、真菌、支原体检测均为阴性；病毒检测（HIV、HBV、HCV、EBV）均为阴性；无交叉污染（STR 分型与标准 HepG2 细胞图谱一致性≥95%），确保细胞使用安全。

（二）使用注意事项

培养管理：每 10 代进行细胞表型（AFP、CK19）与功能（白蛋白、CYP450 酶）验证，防止细胞功能漂移；与其他肿瘤细胞（如肺癌细胞、乳腺癌细胞）分开培养，使用独立试剂与耗材，避免交叉污染；传代时避免过度消化（消化时间超过 10 分钟易导致细胞活性下降），轻柔操作以保护细胞表面蛋白。

实验设计规范：开展药物筛选实验时，需设置阳性对照（如索拉非尼）、阴性对照（培养基）与溶剂对照，确保实验重复性；进行肝毒性检测时，需设置剂量梯度（如 0.1μM、1μM、10μM、100μM），明确药物毒性阈值；进行侵袭实验时，需使用 Matrigel 包被的 Transwell 小室，确保基质胶厚度均匀（50-100μg/cm²）。

冻存与复苏操作：选择对数生长期细胞进行冻存，冻存液为含 10% DMSO、20% FBS 的 MEM 培养基，采用梯度降温法（4℃30min→-20℃1h→-80℃过夜→液氮保存）；复苏时将冻存管快速放入 37℃水浴 1 分钟，离心后用新鲜培养基重悬，培养 24 小时后更换培养基，去除死细胞，72 小时后检测细胞活力与功能。