免疫研究常用细胞模型及应用

免疫研究常用细胞模型及应用

免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性因子组成，具有免疫监视、防御、调控的作用，也是生物体抵御病原体（如细菌、病毒、寄生虫）和异常细胞（如癌细胞）的重要防线。免疫研究的一些相关热点包括，免疫疗法（Immunotherapy）：癌症免疫疗法、自身免疫病治疗；炎症小体（Inflammasome）和疫苗开发（Vaccine Development）[1]。研究人员常使用各种体外细胞模型用于免疫系统疾病和免疫学研究，本文将介绍几种常见的免疫研究细胞系及其基因编辑应用案例。

（货号: YC-D011）

来源：THP-1细胞是一种从急性单核细胞白血病患者外周血中分离出来的单核细胞。

特点：该细胞对乳胶微粒和致敏红细胞有吞噬作用，细胞膜和胞浆内均没有免疫球蛋白，表达C3R和FcR。且具有以下特点：具有单核细胞的表面标志物（如CD14），并可在PMA（佛波酯）等刺激下分化为巨噬细胞样细胞，模拟体内免疫反应；培养条件简单，增殖速度快，适合大规模实验和药物筛选；适合用作转染宿主，被广泛用于研究炎症、免疫调控、癌症、感染性疾病以及药物毒性评估等领域。

应用案例1[2]：研究NLRP3炎症小体的激活机制对于理解炎症性疾病的发生发展具有重要意义。研究者以THP-1细胞系为模型，发现HK细菌是THP-1细胞中NLRP3炎症小体的单步刺激物，导致细胞释放适量的IL-1β。在THP-1细胞敲除NLRP3，发现NLRP3的缺失抑制了Caspase-1的裂解以及HK细菌处理后成熟IL-1β的释放。为了具体地描述cFLIP变体的功能，研究人员构建了不同cFLIP蛋白的过表达THP-1细胞系。发现只有过表达的cFLIPs，而非过表达的cFLIPL，对NLRP3炎性小体的选择性激活具有负调控作用，NLRP3炎症小体激活反应的内在限制是由于cFLIPs对caspase-8的负调控，而cFLIPs是由NF-κB激活的。并且，通过CFLAR基因敲除的THP-1细胞发现，cFLIP的缺失明显增加了caspase-8和caspase-1的裂解率，也增强了替代炎症小体的激活。cFLIPs和TAK1的功能特异性揭示了人类单核细胞对非侵入性病原体的独特反应，为NLRP3炎性体激活的另一种调控途径提供了新的见解。

图1 cFLIPs通过抑制caspase-8的裂解来负向调节NLRP3炎症小体的激活

热门KO细胞-免疫研究

低至¥4980，快至1周

入库搜索更多KO细胞>>>

（货号: YC-C020）

来源：RAW264.7是一种巨噬细胞细胞系，由W. C. Raschke在雄性BAB/14小鼠腹腔注射A-MuLV（Abelson鼠科白血病病毒）诱发肿瘤的腹水中建立的。

特点：该细胞系易于繁殖，DNA转染效率高，对RNA干扰敏感，并支持小鼠诺如病毒的复制，且具备以下优点：

1. 易于培养：RAW 264.7 细胞在常规培养基（如DMEM）中生长良好，易于扩增和传代。
2. 高反应性：对LPS等刺激具有高度敏感性，能够快速产生强烈的炎症反应。
3. 多功能性：可用于炎症、免疫、感染、肿瘤等多个领域的研究。
4. 成本低廉：与其他原代巨噬细胞相比，RAW 264.7细胞的培养成本较低。

应用案例2[3]：细胞内病原体和危险信号触发炎性小体的形成，炎性小体激活炎性胱天蛋白酶并诱导焦亡。炭疽致死因子金属蛋白酶(LT)和DPP8/9抑制剂都能激活NLRP1B炎性小体，但NLRP1B激活的分子机制尚不清楚。为了研究NLRP1B激活的机制，研究人员在RAW 264.7细胞中进行了两次全基因组CRISPR-Cas9筛选，以鉴定敲除后对DPP8/9抑制剂Val-boroPro (VbP) 或LT具有抗性的基因。结果显示参与N端规则蛋白酶体降解途径的基因Ubr2、Ubr4、Uba6、Ube2z和Kcmf1被LT高度富集，但不被VbP富集。

图2 全基因组CRISPR-Cas9筛选鉴定了参与NLRP1B介导的焦亡的基因

后续，研究人员生成了UBR2、UBR4和UBA6的单基因或双基因敲除RAW 264.7细胞，发现这些敲除细胞对LT具有高度抗性，但在3小时后仍观察到一些LT诱导的细胞死亡，这是由于基因冗余导致，而Ubr2/4双KO RAW 264.7细胞中几乎没有诱导细胞死亡或NLRP1B降解，表明LT通过N-末端规则蛋白酶体降解途径诱导细胞死亡。这为NLRP1B激活机制提供了新见解。

图3 切割的NLRP1B N末端诱导蛋白质降解

（货号: YC-D012）

来源：Jurkat, Clone E6-1由Schneider建立，来源于一名罹患急性T细胞白血病的14岁男孩的外周血，是 Jurkat-FHCRC细胞株的一个克隆（Jurkat的一个衍生株）。

特点：经佛波酯和外源凝集素（lectins）或抗T3单克隆抗体（需要两种物质共同诱导）诱导后可产生大量IL-2，该细胞表达T细胞受体和CD3。该细胞系可用于免疫系统疾病、免疫学和免疫肿瘤学研究。

应用案例3[4]：系统性红斑狼疮（SLE）是一种以炎症和组织损伤为特征的慢性自身免疫性疾病。最近的研究表明，KLF2基因的变异与SLE的易感性相关。KLF2是一种转录因子（TF），有助于包括B细胞和T细胞在内的多种白细胞类型的脂肪生成、红细胞生成、上皮完整性、炎症、分化和迁移。

图4 rs4808485区域等位基因特异性调控活性的验证

为了进一步探究这一关系，通过在Jurkat细胞敲除rs4808485增强子发现，rs4808485的缺失会降低KLF2水平，增加CASPASE1、IL-1β和GSDMD水平，从而破坏NLRP3炎性体机制，与野生型相比，基因敲除细胞也表现出更高的增殖和细胞周期进展。并在Jurkat细胞使用CRISPR/dCas9-VPR和dCas9-DNMT3A分别激活和抑制rs4808485周围的转录活性。VPR激活可明显增加KLF2的表达。相反，DNMT3A抑制则会使KLF2表达量减少约30%。这一发现为理解KLF2在SLE中的作用机制提供了新的线索。

图5 基于CRISPR的增强子缺失和PARP1敲除对靶基因表达的影响

通过以上介绍，我们了解到THP-1、RAW 264.7和Jurkat, Clone E6-1细胞系在免疫研究中的重要应用。这些细胞模型不仅为免疫机制的研究提供了有力工具，也为相关疾病的治疗提供了潜在靶点。

源井可提供免疫研究相关细胞的基因编辑（KO/KI/PM）以及稳转定制服务，欢迎咨询！

基因编辑实验图（节选）

参考文献：

[1] Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, Weissman D. mRNA vaccines - a new era in vaccinology. Nat Rev Drug Discov. 2018 Apr;17(4):261-279. doi: 10.1038/nrd.2017.243.

[2] Gao Y, Yu S, Chen M, Wang X, Pan L, Wei B, Meng G. cFLIPS regulates alternative NLRP3 inflammasome activation in human monocytes. Cell Mol Immunol. 2023 Oct;20(10):1203-1215. doi: 10.1038/s41423-023-01077-y.

[3] Chui AJ, Okondo MC, Rao SD, Gai K, Griswold AR, Johnson DC, Ball DP, Taabazuing CY, Orth EL, Vittimberga BA, Bachovchin DA. N-terminal degradation activates the NLRP1B inflammasome. Science. 2019 Apr 5;364(6435):82-85. doi: 10.1126/science.aau1208.

[4] Singh MK, Rallabandi HR, Zhou XJ, Qi YY, Zhao ZZ, Gan T, Zhang H, Looger LL, Nath SK. KLF2 enhancer variant rs4808485 increases lupus risk by modulating inflammasome machinery and cellular homoeostasis. Ann Rheum Dis. 2024 Jun 12;83(7):879-888. doi: 10.1136/ard-2023-224953.