
永生化人Ⅱ型肺泡上皮细胞(atii细胞)
- 来源:肺组织
- 细胞特征:贴壁细胞 ,上皮细胞样
- 培养基:人Ⅱ型肺泡上皮细胞永生化专用培养基
- 其他:Ⅱ型肺泡细胞的典型分子标志为SP-C和TTF-1表达,高度活跃的表面活性物质合成基因和细胞干性基因,具备重要的增殖和分化潜能
Ⅱ型肺泡细胞(ATⅡ,又称颗粒肺泡细胞)是肺泡上皮的重要组成部分,散布于Ⅰ型肺泡细胞(ATⅠ)之间及肺泡间隔交界处。ii型肺泡上皮细胞体积较小,呈立方形,表面轻度凸向肺泡腔,细胞核大而圆,胞质染色相对淡浅,常可见空泡结构。其游离面分布有大量短小微绒毛,尤其在边缘区域更为密集。虽然数量上多于ATⅠ(约占肺泡上皮细胞总数的14%~16%),但仅覆盖约5%的肺泡表面积。ATⅡ细胞胞质中富含线粒体和粗面内质网,并含有板层体、多泡体及溶酶体;ii型肺泡上皮细胞膜表面具有MPA凝集素,可特异性识别α-半乳糖残基。相邻细胞通过紧密连接和中间连接保持完整屏障功能。
ATⅡ的分化与增殖受多种信号通路调控,例如Notch等信号途径在肺泡稳态和修复中具有重要作用。
在功能方面,ATⅡ细胞兼具多重作用
ATⅡ细胞是肺泡上皮的“干细胞”,能够自我复制以补充同类细胞,同时分化为ATⅠ细胞,维持肺泡的结构与功能;
ATⅡ细胞合成并分泌肺表面活性物质,从而降低肺泡表面张力,避免肺泡塌陷;
ATⅡ细胞还参与肺部液体的转运,并在免疫防御中发挥关键作用。
ATⅡ细胞来源具有发育阶段和成体稳态的差异性
在胚胎期,ATⅠ和ATⅡ细胞均起源于双能前体细胞,这类前体细胞能够在肺发育后期分化为两类肺泡上皮细胞。胎儿约25周时,支气管远端形成原始肺泡,ATⅡ细胞逐步出现,随后ATⅠ细胞数量逐渐增加,肺泡趋于成熟。成体阶段,ATⅡ细胞通过自身增殖维持数量,同时在损伤修复过程中,部分Ⅱ型细胞还可来源于支气管肺泡干细胞(BASCs)及细支气管棒状细胞,它们在肺损伤后迁移至肺泡并分化为ATⅡ,从而参与修复。需要注意的是,ATⅠ细胞通常不会逆向转化为ATⅡ细胞。
永生化人ii型肺泡上皮细胞特性特征
ATⅡ细胞特异性表达肺表面活性物质相关蛋白(Surfactant Proteins),主要有SP-A、SP-B、SP-C和SP-D,尤其是SP-C的表达高度特异。
ATⅡ细胞含有丰富的线粒体和粗面内质网,能合成大量的表面活性物质。
ATⅡ细胞表面表达MPA凝集素,可以特异结合α-半乳糖残基。
ATⅡ细胞含有丰富的板层体,是分泌表面活性物质的细胞器。
ATⅡ细胞表达转录因子TTF-1(甲状腺转录因子1,NKX2-1),它调控肺泡Ⅱ型上皮细胞的表型和表面活性蛋白的表达,是维持其干性和功能的关键分子。
ATⅡ细胞相关磷脂合成功能基因丰富,以支持表面活性物质的合成。
ATⅡ细胞还表达细胞干性相关基因,赋予其增殖和分化能力。
通过单细胞测序显示,ATⅡ细胞表达肺泡Ⅱ型特异性基因Sftpc(SP-C编码基因)、Sftpb等,同时与肺泡Ⅰ型细胞表达基因如Aqp5明显区分。
Brg1基因在ATⅡ细胞中表达,对细胞染色质重构、基因表达调控及细胞增殖分化有重要作用。
ATⅡ细胞表达多种细胞连接蛋白,如紧密连接蛋白和中间连接蛋白,确保肺泡上皮屏障完整性。
ATⅡ细胞具备免疫相关基因的表达,参与肺部的免疫防御功能。
永生化人ii型肺泡上皮细胞参数表
细胞名称 | 永生化人Ⅱ型肺泡上皮细胞(atii细胞) |
细胞形态 | 立方形或圆形,细胞核大而圆,胞质浅染,含丰富颗粒和板层体 |
细胞体积 | 约900 μm³ |
数量占比 | 占肺泡上皮细胞14%~16%,覆盖肺泡表面约5% |
位置分布 | 散在于Ⅰ型肺泡细胞之间及肺泡间隔结合处 |
细胞表面 | 游离面有大量短微绒毛,含MPA凝集素,特异结合α-半乳糖残基 |
细胞间连接 | 紧密连接和中间连接 |
细胞内结构 | 丰富的线粒体、粗面内质网、多泡体、溶酶体和板层体 |
表面活性物质蛋白表达 | SP-A、SP-B、SP-C、SP-D(肺表面活性蛋白,尤其SP-C为特异标志) |
关键转录因子 | TTF-1(NKX2-1),调控细胞分化和表型 |
其他基因表达 | Sftpc(SP-C编码基因)、Brg1(染色质重构关键基因)、干细胞相关基因 |
免疫与信号分子表达 | 多种免疫调节因子和细胞连接蛋白,如紧密连接蛋白 |
接种密度 | 约1×10^6个/ml(悬浮液),贴壁培养时约4×10^5个/cm² |
培养基 | 人Ⅱ型肺泡上皮细胞永生化专用培养基 |
培养环境 | 37℃,5% CO₂ |
贴壁时间 | 12-18小时 |
传代时机 | 细胞密度约80%时,平均传代周期7-10天 |
传代次数 | 可传代3-4代(约35天),多代后活力下降 |
纯度 | 纯度一般>80%-98%,取决于分离方法 |
活力 | 活力>90%,使用锥虫蓝染色等法检测 |
分泌功能 | 分泌肺表面活性物质,主要为二棕榈酰卵磷脂和蛋白质 |
表面活性物质表达维持时间 | SP-A及SP-C可维持表达约24天,SP-B、SP-D表达可达28天 |
干细胞特性 | 能自我复制,能分化为Ⅰ型肺泡细胞,参与肺泡结构维护 |
免疫功能 | 参与肺部免疫防御和炎症反应 |
研究领域 | 肺部疾病机制研究、肺损伤修复、细胞再生、肺部药物筛选 |
应用细胞模型 | 原代细胞、永生化细胞株、iPSC衍生细胞用于体外实验和药物测试 |
培养教程
永生化人Ⅱ型肺泡上皮细胞培养教程
ATII细胞复苏(Thawing)
配制并预热 5 ml完全培养基(基础培养基 + 10%胎牛血清 + 1%抗生素),置于37℃水浴中备用。
将37℃水浴锅提前预热,用于ATII细胞快速解冻。
从液氮罐或 -80℃冰箱中迅速取出冻存管,立即放入37℃水浴锅中,轻轻摇动,使ATII细胞悬液快速解冻(约1分钟)。
解冻完成后,立即将细胞悬液转移至含有预热完全培养基的15 ml离心管中。
1000 rpm离心4–5分钟,弃去上清液以去除DMSO。
用2 ml完全培养基轻轻重悬ATII细胞,并转移至T25培养瓶或培养皿中。
将培养瓶放入 37℃、5% CO₂培养箱中培养。
约24小时后更换新鲜培养基,去除未贴壁及死亡ATII细胞,并观察细胞形态和贴壁情况。
ATII细胞传代(Subculture)
当ATII细胞密度达到80%–90%融合时,弃去旧培养基。
用无钙、无镁PBS缓冲液清洗1–2次,以去除残留血清成分。
向培养瓶中加入1 ml 0.25%胰酶-EDTA溶液,置于37℃培养箱中消化约1–2分钟。
在显微镜下观察,ATII细胞逐渐变圆、松散并开始脱落时,立即加入等体积完全培养基终止消化。
轻轻吹打细胞悬液,使ATII细胞分散均匀。
以1000 rpm离心4–5分钟,弃去上清液。
用新鲜完全培养基重悬ATII细胞,并按照 1:2至1:6比例接种到新的培养瓶中。
放入培养箱继续培养,定期观察ATII细胞状态。
ATII细胞冻存(Cryopreservation)
选择状态良好、处于对数生长期的ATII细胞进行冻存。
传代后收集ATII细胞并计数,调整细胞密度至 1×10⁶个/ml。
预冷冻存液配方为:90%完全培养基 + 10% DMSO。
用冻存液充分重悬ATII细胞。
冻存步骤
将ATII细胞悬液分装至冻存管中,确保密封良好。
将冻存管置于程序降温盒中,在 -80℃冰箱中过夜,确保降温速率约为 -1℃/分钟。
次日将冻存管转移至液氮罐中长期保存,以保证ATII细胞活性
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