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BY-1401 VERO-TB非洲绿猴肾细胞克隆株细胞系

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VERO-TB非洲绿猴肾细胞克隆株细胞系
VERO-TB非洲绿猴肾细胞克隆株细胞系,VERO-TB 细胞系是非洲绿猴肾 Vero 细胞经单克隆筛选获得的克隆株,因对结核分枝杆菌抗原具有高度敏感性,且能稳定表达结核杆菌识别相关受体,成为结核诊断试剂研发、抗结核药物筛选及免疫机制研究的特色工具。其保留 Vero 细胞的生物安全性与培养稳定性,同时通过克隆纯化强化了对分枝杆菌抗原的应答特性,为结核相关研究提供了标准化实验模型。
一、细胞起源与生物学特性
  1. 来源与筛选机制

Vero 细胞源自 1962 年分离的非洲绿猴肾细胞,而 VERO-TB 通过有限稀释法单克隆筛选获得(“TB” 代表结核分枝杆菌相关特性)。筛选过程以结核分枝杆菌分泌蛋白 ESAT-6 刺激后的细胞因子(如 IL-6、TNF-α)分泌量为指标,经 3 轮筛选获得高应答性克隆株。其高敏感性与 Toll 样受体 2(TLR2)、TLR4 的高表达相关 —— 这两种受体可特异性识别分枝杆菌细胞壁成分(如脂阿拉伯甘露聚糖),使细胞对结核抗原的应答强度较亲本 Vero 细胞提升 3-4 倍。
  1. 形态与生长特征

细胞呈典型上皮样形态,贴壁生长时呈多边形,排列紧密,胞质均匀,核仁清晰,较亲本 Vero 细胞形态更均一(克隆纯化特性)。在 37℃、5% CO₂条件下,使用含 10% 胎牛血清的 DMEM 培养基,倍增时间约 42-48 小时,传代比例 1:3 至 1:5,每周换液 2-3 次以维持细胞融合度在 60%-70%(避免过度融合影响受体表达)。细胞冻存复苏存活率超 90%,连续传代 60 次后对结核抗原的敏感性无显著下降,核型分析显示保留非洲绿猴二倍体特征(2n=60),畸变率<5%,符合生物制品用细胞标准。
  1. 功能特性

  • 受体表达:TLR2 与 TLR4 表达量分别为亲本细胞的 2.5 倍和 1.8 倍(qPCR 检测),表面受体密度达 8×10⁴分子 / 细胞(流式细胞术),可高效识别结核分枝杆菌的脂类与肽聚糖抗原。

  • 免疫应答:经 ESAT-6(5μg/mL)刺激 24 小时后,IL-6 分泌量达 800pg/mL,TNF-α 达 500pg/mL,分别为亲本细胞的 3 倍和 2.5 倍,且应答阈值低(最di检测限 0.1μg/mL ESAT-6),优于传统巨噬细胞模型(最di检测限 1μg/mL)。

  • 生物安全性:无致瘤性(裸鼠接种实验阴性),外源微生物检测均为阴性,适合作为诊断试剂生产的细胞基质。

二、核心应用领域
  1. 结核诊断试剂研发

  • 抗原检测平台:利用其对结核抗原的高敏感性,构建夹心 ELISA 检测体系。例如,以 VERO-TB 细胞裂解液包被微孔板,可捕获样本中低至 10pg/mL 的 ESAT-6,较传统 Vero 细胞检测灵敏度提升 10 倍,对肺结核患者痰液样本的检出率达 92%,特异性>95%,显著优于商用试剂盒(检出率 85%)。

  • γ- 干扰素释放实验(IGRA)优化:作为抗原呈递细胞,可高效激活结核特异性 T 细胞分泌 IFN-γ。将 VERO-TB 负载 PPD 抗原后与外周血单个核细胞共培养,IFN-γ 检测灵敏度提升 40%,对潜伏性结核感染的检出率达 88%,较传统方法减少假阴性结果。

  1. 抗结核药物筛选与机制研究

  • 药物活性评估:可用于筛选具有免疫调节作用的抗结核药物。例如,检测中药提取物对 ESAT-6 诱导的 IL-6 分泌的抑制效果,发现天然活性成分的半数抑制浓度为 20μM,且对细胞无毒性(半数毒性浓度>200μM),后续动物实验证实其可降低结核小鼠的肺部炎症水平,为开发宿主导向治疗药物提供候选分子。

  • 耐药机制研究:通过构建耐药结核分枝杆菌感染模型,发现 VERO-TB 细胞对耐药株的识别能力下降(细胞因子分泌减少 50%),与耐药株细胞壁脂阿拉伯甘露聚糖结构改变相关,为解析耐药菌的免疫逃逸机制提供新线索。

  1. 结核疫苗免疫原性评估

  • 候选疫苗筛选:可评估疫苗诱导的抗原特异性免疫应答。例如,对重组 BCG 疫苗免疫的小鼠血清,通过 VERO-TB 细胞检测其阻断 ESAT-6 结合的能力,中和率达 70% 的疫苗株在动物实验中显示出更强的保护力(肺部菌落数减少 100 倍),为疫苗优化提供快速评价工具。

  • 黏膜免疫研究:将 VERO-TB 细胞与支气管上皮细胞共培养构建 3D 模型,可模拟结核杆菌肺部感染微环境,评估疫苗诱导的黏膜抗体(如 IgA)的保护效果,发现分泌型 IgA 可降低结核杆菌的细胞黏附率 60%,为黏膜疫苗设计提供依据。

三、培养与实验操作要点
  1. 基础培养方案

  • 培养基:DMEM 高糖培养基添加 10% 胎牛血清,pH 维持在 7.2-7.4,可加入抗感染试剂预防污染。

  • 传代流程:当细胞融合度达 70%-80% 时,弃旧培养基,PBS 洗涤 2 次,加入细胞解离液,37℃孵育 3-4 分钟至细胞脱落,含血清培养基终止消化后按 1:4 比例传代,避免消化过度影响细胞活性。

  • 冻存保护:取对数生长期细胞,用含 10% DMSO 的wan全培养基重悬至密度 1×10⁶个 /mL,程序降温后液氮保存,复苏时 37℃水浴解冻,离心去除 DMSO,传代 2 次待细胞状态稳定后使用。

  1. 抗原刺激与检测操作

  • 结核抗原处理:将 ESAT-6 或 PPD 抗原用无血清培养基稀释至 0.1-10μg/mL,加入铺满 VERO-TB 细胞的 96 孔板(1×10⁴细胞 / 孔),37℃孵育 24 小时,收集上清检测细胞因子。

  • 细胞因子检测:采用 ELISA 试剂盒检测 IL-6、TNF-α 等,或通过流式细胞术分析细胞表面 CD80/CD86 的表达变化,评估抗原刺激强度。

四、优势与局限性
  • 优势

  1. 抗原敏感性高:对结核分枝杆菌抗原的检测阈值显著低于亲本细胞与传统免疫细胞模型,适合低浓度抗原样本的检测。

  1. 培养稳定性好:贴壁生长特性稳定,传代操作简便,可实现标准化培养,批间实验差异<8%。

  1. 功能多样性:既可作为检测平台,又能用于药物筛选与疫苗评估,覆盖结核研究多个领域。

  • 局限性

  1. 非人源模型限制:作为猴源细胞,其免疫受体与人类存在物种差异(TLR2 同源性 90%),部分研究结果需在人源细胞中验证。

  1. 单一克隆特性:对非结核分枝杆菌(如鸟分枝杆菌)的敏感性较低,应用范围受限。

  1. 血清依赖:无血清培养基中 TLR 表达量下降 20%,影响抗原应答效率,增加大规模培养成本。

五、研究意义与展望
VERO-TB 细胞系的建立为结核研究提供了高效工具,其在诊断试剂中的应用提升了结核感染的检出率,尤其对潜伏性感染与耐药株的识别具有重要价值。在药物研发领域,其助力发现宿主导向治疗的新靶点,为解决结核耐药问题提供新思路。未来,通过基因编辑技术引入人源 TLR2/4,可进一步提升模型的临床相关性;结合微流控芯片技术构建 “器官芯片” 模型,有望模拟结核杆菌在体内的感染过程,推动结核防控技术的革新。


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