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BY-1462 CBE1犬细支气管上皮细胞系

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CBE1犬细支气管上皮细胞系
CBE1犬细支气管上皮细胞系是从犬细支气管黏膜分离建立的天然上皮细胞系,因保留气道上皮的典型结构与功能特征,高表达黏液蛋白与气道特异性受体,对呼吸道病毒具有天然敏感性,成为研究犬呼吸道生理、病毒感染机制及呼吸系统疾病的重要模型。其与原代细支气管上皮细胞的功能一致性达 95%,与 MDCK-C09 等肾脏上皮细胞系形成 “呼吸道 - 泌尿系统” 的细胞模型互补体系,在犬流感、犬瘟热等呼吸道病毒研究中具有不可替代的价值。
一、细胞起源与生物学特性
  1. 来源与天然特征

CBE1 细胞系源自 2012 年研究者从健康成年犬细支气管分离的原代上皮细胞,经体外纯化传代获得的永生化株(“CBE1” 代表犬细支气管上皮第 1 代克隆)。该细胞系因能稳定维持气道上皮功能且无致瘤性,2014 年被纳入国际动物细胞库,解决了原代气道上皮细胞体外存活时间短(<10 代)、易分化为成纤维细胞的问题,成为可长期研究细支气管功能的细胞模型。
  1. 形态与生长特征

细胞呈假复层柱状上皮形态,贴壁生长时呈栅栏状排列(与 MDCK-C09 的多边形 “铺路石” 状差异显著),胞质富含纤毛结构(约 30% 细胞有纤毛摆动能力)和黏液颗粒,细胞核呈长椭圆形(核质比约 1:5.2,低于 MDCK-C09)。在 37℃、5% CO?条件下,使用含 10% 胎牛血清的 DMEM/F12 培养基(添加上皮生长因子),倍增时间约 48-52 小时(长于 MDCK-C09 的 26-30 小时),接种密度 1×10?个 /mL 时,72 小时融合度达 70%(增殖能力弱于肾脏上皮细胞系)。连续传代 120 次后仍保持稳定核型(78 条染色体),气道特异性功能无显著下降,适合长期呼吸道相关实验。
  1. 功能特性

  • 气道特异性标志物表达:高表达黏液蛋白 5AC(MUC5AC)、细胞角蛋白 18(CK18)等气道上皮标志物,MUC5AC 分泌量达 25ng/10?细胞 / 天(MDCK-C09 几乎不表达);表达 toll 样受体 3(TLR3)和视huang酸诱导基因 I(RIG-I)等抗病毒模式识别受体,对双链 RNA 的识别灵敏度是 MDCK-C09 的 3 倍,体现呼吸道黏膜的天然免疫特征。

  • 呼吸道病毒敏感性:对犬流感病毒(CIV)的感染效率达 96%(MDCK-C09 为 65%),病毒复制周期为 16 小时(短于 MDCK-C09 中的 24 小时),培养上清中病毒滴度达 10?.3 TCID??/mL;感染后 24 小时出现纤毛脱落、细胞融合等典型病变(与犬细支气管自然感染的病理特征高度一致),对犬瘟热病毒、副流感病毒的支持能力同样优异,但对冠状病毒的敏感性低于 MDCK-C09(滴度差 100 倍)。

  • 黏液分泌与纤毛摆动功能:受炎症因子(如 IL-1β)刺激后,MUC5AC 分泌量可提升 2 倍,纤毛摆动频率达 12 次 / 秒(MDCK-C09 无此功能),能模拟气道的黏液 - 纤毛清除系统,病毒感染后该功能下降 60%,与犬呼吸道疾病中的黏液清除障碍现象一致。

二、核心应用领域
  1. 呼吸道病毒感染机制研究

  • 病毒入侵的气道特异性路径:利用 CBE1 细胞发现,犬流感病毒通过结合细胞表面 SAα2,6 受体(表达量是 MDCK-C09 的 5 倍),激活 EGFR 信号通路(磷酸化水平提升 3 倍)促进内吞,与 MDCK-C09 中冠状病毒的 APN 介导路径不同,其依赖气道上te有的 claudin-1 蛋白形成的紧密连接通道(敲除后感染率下降 75%),明确呼吸道病毒的专属入侵机制。

  • 气道天然免疫应答:经病毒感染后,CBE1 细胞的 IFN-β 分泌量达 800pg/10?细胞 / 24h(是 MDCK-C09 的 4 倍),同时诱导 β- 防御素 2 表达上调 10 倍,该免疫应答可抑制病毒复制(效率达 40%),而 MDCK-C09 的免疫应答以 TNF-α 为主(与肾脏免疫特征相关),揭示不同器官的抗病毒免疫差异。

  1. 犬呼吸系统疾病模型与机制解析

  • 病毒性肺炎病理机制:犬流感病毒感染 CBE1 细胞后,通过检测发现黏液分泌过多导致的气道阻塞(MUC5AC 沉积量增加 3 倍)和中性粒细胞趋化因子(CXCL8)分泌上调 5 倍,与患病犬细支气管的炎症浸润特征一致,证实黏液 - 炎症恶性循环是肺炎加重的关键因素。

  • 慢性气道疾病研究:在犬慢性支气管炎模型中,CBE1 细胞的 MUC5AC 基因启动子甲基化水平下降 40%,导致黏液过度分泌(与烟雾暴露组结果一致),而 MDCK-C09 无此表观遗传变化,体现呼吸道细胞在慢性疾病中的特异性病理反应。

  1. 呼吸道药物筛选与评价

  • 抗病du药物的气道靶向性筛选:建立基于黏液环境的药物筛选模型,某纳米颗粒药物可穿透黏液层(穿透率达 80%),在 CBE1 细胞中对犬流感病毒的抑制率达 95%(是普通药物的 3 倍),而在 MDCK-C09 中两者效果相近,证实其气道靶向优势,动物实验显示该药物可降低犬肺部病毒载量 10?倍。

  • 黏液调节药物评估:筛选出的某黄酮类化合物可使 CBE1 细胞的 MUC5AC 分泌减少 40%,同时提升纤毛摆动频率至 15 次 / 秒,在犬呼吸道感染模型中,气道黏液清除率提升 50%,与 CBE1 细胞的药效评估结果高度相关(R2=0.92)。

三、优势与局限性
  • 优势

  1. 气道特异性突出:是目前唯yi能稳定模拟犬细支气管上皮功能的细胞系,其黏液 - 纤毛系统与天然免疫特征,弥补了 MDCK-C09 等非呼吸道细胞系在呼吸道研究中的不足。

  1. 病毒敏感性适配:对呼吸道病毒的感染效率与病理特征更接近自然状态,病毒滴度的变异系数<6%(原代细胞达 30%),适合病毒复制动力学与药物 efficacy 研究。

  1. 与其他细胞系互补:与 MDCK-C09 分别代表犬呼吸道与泌尿系统的上皮特征,共同构建 “多器官病毒感染” 研究平台,完善犬疾病模型体系。

  • 局限性

  1. 培养难度较高:需添加多种生长因子(如 EGF、BPE),培养成本是 MDCK-C09 的 2 倍,且传代操作对技术要求更高。

  1. 功能稳定性有限:连续传代超过 120 次后,纤毛摆动功能下降 20%,黏液分泌量减少 15%(需定期复苏早期代次细胞)。

  1. 种属差异限制:对人源呼吸道病毒(如流感病毒 H1N1)的敏感性低于犬源病毒(感染率差 30%),跨种研究需谨慎解读结果。

四、研究意义与展望

CBE1 细胞系的建立为犬呼吸道研究提供了专属模型,其在呼吸道病毒感染机制中的应用,使犬流感等疾病的研究从整体水平深入到细胞分子层面。未来,通过三维气液界面培养技术,可进一步模拟细支气管的立体结构与黏液微环境;结合 MDCK-C09 细胞,有望构建 “呼吸道 - 肾脏” 病毒扩散路径研究体系。作为犬呼吸系统研究的核心工具,CBE1 与其他器官来源的细胞系共同支撑犬呼吸道疾病的基础研究与防控技术开发。

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