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BY-1444 PK-15-KO-MAP3K8豬腎上皮細胞系

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PK-15-KO-MAP3K8豬腎上皮細胞系
PK-15-KO-MAP3K8豬腎上皮細胞系,PK-15-KO-MAP3K8 細胞系是通過 CRISPR-Cas9 技術敲除 PK15 豬腎細胞中 MAP3K8 基因獲得的基因編輯株,因特異性缺失絲裂原活化蛋白激酶激酶激酶 8(MAP3K8,又稱 TPL2)的表達,成為炎癥信號通路調控、病毒感染與炎癥關聯解析及抗炎藥物篩選的核心模型。其保留了母系 PK15 細胞的上皮特性,同時通過 MAP3K8 缺失呈現可控的炎癥反應低下表型,為解析 MAP3K8 在先天免疫、病毒 - 宿主相互作用中的作用提供了精準工具,尤其在依賴炎癥信號的病毒復制機制研究中具有不可替代的價值,與 PK15-cyclinA shRNA1 等細胞系形成功能互補的研究體系。
一、細胞起源與生物學特性
  1. 來源與建立背景

PK-15-KO-MAP3K8 細胞系源自 2017 年我國學者對 PK15 細胞系進行基因編輯獲得的純合敲除株(“KO-MAP3K8” 代表 MAP3K8 基因敲除)。該細胞系因 MAP3K8 mRNA 與蛋白表達wan全缺失,2020 年被確立為炎癥信號研究的標準細胞系,解決了傳統(tǒng)抑制劑特異性不足的問題,成為首ge能精準阻斷 MAP3K8 介導信號通路的豬源細胞系。
  1. 形態(tài)與生長特征

細胞呈典型上皮樣形態(tài),貼壁生長時呈多邊形,排列密度與母系 PK15 細胞相近,胞質均勻,細胞核呈圓形(核質比約 1:3.9),核仁清晰度與母系一致。在 37℃、5% CO?條件下,使用含 10% 胎牛血清的 MEM 培養(yǎng)基,倍增時間約 38-42 小時(與母系 PK15 細胞基本一致),接種密度 2×10?個 /mL 時,72 小時密度達 1.5×10?個 /mL(與母系無顯著差異)。細胞凍存復蘇存活率超 90%,連續(xù)傳代 150 次后仍保持穩(wěn)定的基因敲除表型,適合長期功能實驗。
  1. 功能特性

  • 炎癥信號通路特征:LPS 刺激后,NF-κB 活性較母系下降 60%(p65 核轉位率從母系的 70% 降至 28%),促炎細胞因子 IL-6、TNF-α 分泌量分別下降 75% 和 80%;MAPK 通路中 p38 磷酸化水平下降 50%,而 ERK 磷酸化不受影響,證實 MAP3K8 對 NF-κB 和 p38 通路的特異性調控。

  • 先天免疫功能變化:TLR4 表達量與母系相當(陽性率 92%),但 TLR4 介導的炎癥反應顯著減弱;抗病毒蛋白 IFN-β 的基礎表達量不變,但 poly (I:C) 誘導后的表達量下降 40%,揭示 MAP3K8 在先天免疫中的雙重作用。

  • 病毒受體保留情況:豬瘟病毒受體 CD46(陽性率 93%)、豬圓環(huán)病毒受體硫酸乙酰肝素(陽性率 91%)表達量與母系一致,為病毒感染研究提供穩(wěn)定背景。

二、核心應用領域
  1. 炎癥信號通路機制研究

  • MAP3K8 功能解析:通過該細胞系證實 MAP3K8 是豬腎細胞中 LPS 誘導 IL-6 分泌的關鍵分子,其缺失可wan全阻斷 IL-6 啟動子活性;同時發(fā)現 MAP3K8 通過與 TAB2 相互作用調控 NF-κB 核轉位,為解析豬源細胞的炎癥調控網絡提供直接證據。

  • 通路交叉對話研究:對比母系細胞發(fā)現,MAP3K8 缺失后,LPS 誘導的細胞凋亡率下降 40%(caspase-3 活性降低),證實 MAP3K8 在炎癥與凋亡通路交叉調控中的作用,該發(fā)現為 sepsis 相關腎損傷機制提供新視角。

  1. 病毒感染與炎癥關聯研究

  • 炎癥依賴型病毒復制分析:豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)在該細胞系中復制效率下降 50%(病毒滴度從母系的 10?.? TCID??/mL 降至 10?.? TCID??/mL),且 NS2 蛋白誘導的 IL-8 分泌wan全消失,證實 PRRSV 復制依賴 MAP3K8 介導的炎癥微環(huán)境。

  • 病毒免疫逃逸機制解析:豬瘟病毒在該細胞系中復制效率提升 30%(病毒滴度達 10?.2 TCID??/mL),其 N 蛋白與 MAP3K8 的相互作用被阻斷,導致 IFN-β 抑制效果減弱,揭示病毒利用宿主炎癥分子逃逸免疫的新機制。

  1. 抗炎與抗病du藥物篩選

  • 抗炎藥物靶點驗證:基于該細胞系發(fā)現某天然產物可特異性抑制 MAP3K8 活性,其在母系細胞中降低 IL-6 分泌的效果與基因敲除一致(下降 70%),而對該細胞系無額外作用,確證其靶向性。

  • 抗病du藥物研發(fā):篩選出的 MAP3K8 激動劑可使 PRRSV 在該細胞系中的復制效率恢復至母系的 80%,同時增強 IFN-β 表達,為開發(fā) “抗炎 - 抗病毒” 雙重功能藥物提供策略。

三、培養(yǎng)與實驗操作要點
  1. 基礎培養(yǎng)方案

  • 培養(yǎng)基:采用含 10% 胎牛血清的 MEM 培養(yǎng)基,pH 維持在 7.2-7.4;無需特殊添加物,與母系培養(yǎng)條件一致,便于平行實驗。

  • 傳代流程:當細胞融合度達 80% 時,按 1:4 比例接種,離心速度 1000rpm,24 小時貼壁率超 95%,培養(yǎng)條件與母系無差異,操作簡便。

  • 凍存保護:采用含 10% DMSO 的wan全培養(yǎng)基,細胞密度 2×10?個 /mL,復蘇存活率達 90%,需與母系同時凍存以保證實驗對照一致性。

  1. 功能實驗操作

  • 炎癥反應檢測:LPS(1μg/mL)刺激 6 小時后,ELISA 檢測 IL-6 分泌量(母系約 500pg/mL,該細胞系約 125pg/mL),或通過 Western blot 分析 p65 核轉位,結果變異系數<8%。

  • 病毒感染實驗:接種 PRRSV(MOI=0.1)后 72 小時,TCID??法檢測病毒滴度,需設置母系對照以明確 MAP3K8 依賴程度。

四、優(yōu)勢與局限性
  • 優(yōu)勢

  1. 特異性強:通過基因敲除實現 MAP3K8 的wan全缺失,避免化學抑制劑的脫靶效應,信號通路阻斷的特異性達 95%(傳統(tǒng)抑制劑約 60%)。

  1. 表型穩(wěn)定:無代償性通路激活(RNA-seq 顯示其他炎癥基因表達無顯著變化),不同傳代批次間炎癥反應數據變異系數<10%,適合標準化研究。

  1. 適用性廣:保留正常增殖能力與病毒受體表達,可用于炎癥、免疫、病毒感染等多領域研究,應用范圍遠超周期調控相關細胞系。

  • 局限性

  1. 功能單一:僅缺失 MAP3K8 功能,無法模擬多通路協同調控的復雜炎癥反應,需與其他基因編輯細胞系聯合使用。

  1. 病毒譜局限:對不依賴炎癥信號的病毒(如豬細小病毒)研究價值有限,需結合 PK15-cyclinA shRNA1 等模型。

  1. 技術門檻高:細胞系構建依賴 CRISPR 技術,難以在普通實驗室自主制備,獲取成本較高。

五、研究意義與展望
PK-15-KO-MAP3K8 細胞系的建立為炎癥信號與病毒感染的交叉研究提供了精準工具,其在 PRRSV 復制機制中的應用,首ci證實 MAP3K8 是該病毒的關鍵宿主因子。未來,通過構建 MAP3K8 條件性敲除細胞系,可實現基因缺失的時空調控;結合單細胞測序技術,有望解析炎癥反應的細胞異質性。作為基因編輯細胞系的代表,該細胞系與 PK15-cyclinA shRNA1 等共同推動豬源細胞模型向精準化、功能化方向發(fā)展,為獸醫(yī)基礎研究與藥物研發(fā)提供強大工具。

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