DF-1雞胚(pei)成纖(xian)維(wei)細胞系
在(zai)禽類(lei)細胞模(mo)型研究領域(yu),DF-1雞(ji)胚(pei)成纖(xian)維(wei)細胞系以其獨(du)te的生物(wu)學(xue)特性,成為(wei)病毒(du)培(pei)養、疫苗研發及基(ji)因功(gong)能(neng)研究的核(he)心工具。與哺(bu)乳動物來(lai)源(yuan)的平滑(hua)肌細胞系(如(ru) CCC-SMC-2)不(bu)同,該細胞系源(yuan)自禽類胚(pei)胎組織,在(zai)禽類(lei)病毒(du)宿(xiu)主(zhu) - 病原(yuan)體(ti)相(xiang)互(hu)作用研究中具有不(bu)可替(ti)代(dai)的優勢(shi)。
細胞起(qi)源(yuan)與生物學(xue)特性
DF-1 細胞系建(jian)立(li)於 1996 年(nian),源(yuan)自 10 日齡(ling) SPF(無(wu)特定(ding)病原(yuan)體(ti))雞(ji)胚(pei)的肢芽與軀(qu)幹組織(zhi),通(tong)過原(yuan)代(dai)培(pei)養結合自(zi)發(fa)性(xing)永生化篩選獲(huo)得(未經過(guo)外源(yuan)性永生化(hua)基因轉(zhuan)染(ran))。這壹特性使(shi)其保(bao)留了(le)原(yuan)代(dai)雞胚(pei)成纖(xian)維(wei)細胞的生(sheng)物學(xue)特征,同(tong)時(shi)具備無(wu)限(xian)增(zeng)殖(zhi)能(neng)力(li)(連續(xu)傳(chuan)代(dai)超過(guo) 200 次(ci)仍(reng)保(bao)持穩定(ding)表(biao)型(xing)),解(jie)決了(le)原(yuan)代(dai)雞胚(pei)成纖(xian)維(wei)細胞傳(chuan)代(dai)受限(xian)(僅 5-7 代(dai))的難(nan)題(ti)。
細胞形(xing)態呈(cheng)典型的長(chang)梭形(xing)成纖(xian)維(wei)樣,胞質(zhi)豐富,細胞核(he)呈(cheng)橢圓形(xing)(核(he)質(zhi)比約(yue) 1:4.8),較(jiao) CCC-SMC-2 細胞更為(wei)纖細。在(zai)培(pei)養特性上(shang),DF-1 對營養(yang)條件要求(qiu)較(jiao)低,最適體系(xi)為(wei)含(han) 10% 胎牛(niu)血(xue)清的 DMEM 培(pei)養基(添加 1% 雙抗),在(zai) 37℃、5% CO₂環境下(xia)貼(tie)壁生(sheng)長(chang),倍(bei)增(zeng)時(shi)間(jian)約(yue) 22-24 小時(shi)(顯著(zhu)短(duan)於(yu) CCC-SMC-2 的(de) 56 小(xiao)時(shi))。細胞融合度(du)達(da) 80%-90% 時(shi)需傳(chuan)代(dai),推薦比(bi)例(li) 1:4,過度(du)密(mi)集(ji)會(hui)導致細胞形(xing)態纖維(wei)化(波(bo)形(xing)蛋白表達(da)量(liang)上(shang)升 2.3 倍(bei))。
功(gong)能(neng)鑒(jian)定(ding)顯(xian)示(shi),DF-1 高表(biao)達(da)成纖(xian)維(wei)細胞標誌物波(bo)形(xing)蛋白(Vimentin,99% 陽性),低表(biao)達(da)上(shang)皮細胞標誌物細胞角蛋白(<5%),且無(wu)內(nei)源(yuan)性逆轉(zhuan)錄病毒(du)汙染(ran)(經 RT-PCR 與(yu)病毒(du)分(fen)離實(shi)驗(yan)驗證(zheng)),這壹特性使(shi)其成為(wei)生(sheng)物安(an)全級(ji)疫苗生(sheng)產(chan)的(de)關鍵(jian)細胞基質(zhi)。
核(he)心應(ying)用領(ling)域
病毒(du)培(pei)養與分(fen)離
DF-1 對禽類(lei)病毒(du)具有廣譜敏感性,是禽liu感病毒(du)(H5N1、H9N2)、新(xin)城疫病毒(du)、馬(ma)立(li)克氏(shi)病毒(du)等(deng)的(de)理(li)想宿(xiu)主(zhu)細胞。與傳(chuan)統(tong)雞胚培(pei)養相(xiang)比(bi),該細胞系可通(tong)過定(ding)量(liang) PCR 與(yu)空(kong)斑(ban)實(shi)驗精確(que)測(ce)定(ding)病毒(du)滴(di)度(如(ru) H9N2 病毒(du)滴(di)度可達(da) 10⁷⁺⁵PFU/mL),且能穩(wen)定(ding)傳(chuan)代(dai)病毒(du)超(chao)過 15 次(ci)(雞(ji)胚(pei)培(pei)養僅能傳(chuan)代(dai) 5-6 次(ci))。研究顯示(shi),DF-1 禽liu感病毒(du)後,48 小(xiao)時(shi)內(nei)即(ji)可觀(guan)察到(dao)明(ming)顯的細胞病變(CPE),表(biao)現(xian)為細胞融合、脫(tuo)落(luo)(病變率(lv)達(da) 85%),而 CCC-SMC-2 等(deng)哺(bu)乳動物細胞對禽類(lei)病毒(du)幾乎無(wu)敏感性。 疫苗研發與生(sheng)產(chan)
作為 WHO 推薦的(de)禽類(lei)疫苗生(sheng)產(chan)細胞系,DF-1 已(yi)廣泛(fan)應(ying)用於(yu)滅活(huo)疫苗與(yu)減毒(du)活疫苗研發。在(zai)禽liu感疫苗生(sheng)產(chan)中(zhong),該細胞系的(de)病毒(du)增(zeng)殖(zhi)效率(lv)是(shi) VERO 細胞的 3.8 倍(bei),且表達(da)的(de)病毒(du)血(xue)凝(ning)素(HA)蛋白活性更高(gao)(血(xue)凝(ning)效價(jia)達(da) 1:128)。2023 年(nian)某禽liu感疫苗候(hou)選株通(tong)過 DF-1 細胞培(pei)養實現(xian)規模(mo)化生產(chan),疫苗效價(jia)較(jiao)雞胚培(pei)養提(ti)升 40%,生產(chan)成本(ben)降低 25%。 基(ji)因功(gong)能(neng)研究
DF-1 的無(wu)限(xian)增(zeng)殖(zhi)能(neng)力(li)使(shi)其成為(wei)禽(qin)類基(ji)因編(bian)輯的理(li)想模(mo)型。通(tong)過 CRISPR/Cas9 技術(shu)敲除(chu) IFN-α 基因後,細胞對新城(cheng)疫病毒(du)的(de)敏感性提(ti)升 5.2 倍(bei)(病毒(du)滴(di)度從 10⁶⁺¹ 升至 10⁷⁺⁹),證(zheng)實(shi)幹(gan)擾素通(tong)路在(zai)抗病毒(du)免(mian)疫中的核(he)心作用。此(ci)外,該細胞系可高(gao)效表(biao)達(da)外源(yuan)基因(轉(zhuan)染(ran)效率(lv)達(da) 65%),常(chang)用(yong)於禽類病毒(du)蛋白的表達(da)與(yu)純化(hua)(如(ru)禽liu感病毒(du) NP 蛋白產(chan)量(liang)達(da) 15mg/L)。 優勢(shi)與(yu)局(ju)限(xian)性(xing)
與(yu)其他(ta)禽類細胞系相(xiang)比(bi),DF-1 的(de)核(he)心優勢(shi)在(zai)於:1)無(wu)內(nei)源(yuan)性病毒(du)汙染(ran),生物(wu)安(an)全性(xing)高(gao);2)病毒(du)敏(min)感性強(qiang),適用於(yu)多種禽(qin)類(lei)病毒(du)研究;3)培(pei)養成本(ben)低,易於(yu)規模(mo)化擴(kuo)增。其局(ju)限(xian)性(xing)在(zai)於對哺乳動物病毒(du)敏(min)感性低(如(ru)豬瘟病毒(du)無(wu)法在(zai) DF-1 中增(zeng)殖(zhi)),且長(chang)期(qi)傳(chuan)代(dai)(>150 次(ci))可能(neng)出(chu)現(xian)染(ran)色體(ti)不(bu)穩定(ding)(畸(ji)變率(lv)升至 3.2%)。
研究意義(yi)與(yu)展(zhan)望
DF-1 雞胚(pei)成纖(xian)維(wei)細胞系的(de)建立(li),推動了(le)禽類(lei)病毒(du)學(xue)研究從傳(chuan)統(tong)雞胚培(pei)養向細胞水平(ping)的轉(zhuan)變。與(yu) CCC-SMC-2 等(deng)專(zhuan)註於(yu)特定(ding)病理(li)過(guo)程(cheng)的細胞系不(bu)同,DF-1 以其廣譜適用性(xing)成為(wei)禽(qin)類生(sheng)物醫(yi)學(xue)研究的 “多面手(shou)"。未來(lai),通(tong)過基(ji)因編(bian)輯技術(shu)改造(zao) DF-1(如(ru)敲除(chu)病毒(du)受(shou)體基(ji)因),有望構(gou)建耐(nai)藥性(xing)病毒(du)研究模(mo)型;結合 3D 培(pei)養技術(shu),可進(jin)壹步提(ti)升疫苗生(sheng)產(chan)效率(lv)(初(chu)步(bu)實驗顯示(shi) 3D 微球(qiu)培(pei)養的病毒(du)產(chan)量(liang)是(shi)平(ping)面培(pei)養的 2.1 倍(bei))。作為禽(qin)類(lei)細胞模(mo)型的標gan,DF-1 正為動物疫病防(fang)控(kong)與(yu)公(gong)共(gong)衛生安(an)全提(ti)供(gong)關(guan)鍵(jian)技術(shu)支撐(cheng)。
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