引言

該3T6-瑞士白化細胞，亦稱為 Swiss 3T6、NIH 3T6、3T6 及 GM05862，是生物醫學研究中最具持久性的自發性永生化小鼠成纖維細胞系之一。 該細胞系由 Todaro 與 Green 於 1963 年從解聚的 Swiss 小鼠胚胎中建立，是首批證明原代小鼠胚胎細胞在特定傳代條件下可發生自發性不朽化的細胞系之一[1]. 在隨後的數十年間，研究人員將 3T6-Swiss 白化細胞應用於極為廣泛的學科領域，包括病毒學、DNA 修復、核苷酸代謝、受體生物學以及生物材料評估。 該細胞系具備快速倍增時間、強健的生長特性及成纖維細胞形態，使其成為一種便於實驗操作的模型。其對生長因子和有絲分裂原的反應特性已得到充分闡明，這也使其成為研究非轉化與自發轉化成纖維細胞背景中訊號傳導及細胞週期調控的首選工具。

重點摘要

• 3T6-Swiss albino 是一種自發性永生化小鼠成纖維細胞系，由 Todaro 與 Green 於 1963 年從瑞士小鼠胚胎中建立。
• 該細胞株的 Cellosaurus 存取編號為 CVCL_0601，其倍增時間極為短暫，約為 15 小時。
• 「3T6」這個名稱代表了用於培養該細胞系的培養方案：每 3 天傳代一次，接種量為 6 × 10⁵ 每板細胞數。
• 該方法已廣泛應用於病毒學研究，特別是針對多瘤病毒的轉錄、複製及衣殼蛋白的研究。
• 該細胞系是研究 DNA 修復機制、生長因子訊號傳導及核苷酸生物合成的可靠模型。
• 3T6-Swiss 白化細胞容易受到細胞內細菌感染，因此非常適合用於宿主與病原體相互作用的研究。
• 該細胞系已在生物材料與傷口癒合研究中，通過生物相容性及細胞毒性試驗的驗證。

什麼是 3T6-瑞士白化鼠？

3T6-Swiss albino (CVCL_0601) 源自瑞士白化小鼠的整隻胚胎組織；Cellosaurus 紀錄顯示該品系的性別為雄性。 由於原始培養物是將 17 至 19 天大的瑞士小鼠胚胎混合後切碎製備而成，因此該品系無法追溯至單一已識別的供體動物[1]. 該細胞系是透過 Todaro 與 Green 所設計的標誌性 3T 協議建立的，該協議中，將小鼠原代胚胎細胞以固定間隔和接種密度進行連續傳代，直至發生自發性不朽化為止。 其命名直接反映了該培養方案：「3T」代表每三日進行一次傳代，而第二個數字則表示以10為單位的接種量⁵ 每板細胞數。因此，3T6 細胞的密度維持在 6 × 10⁵ 每板細胞數，以及姊妹系 3T3（3 × 10⁵) 及 3T12 (12 × 10⁵) 該項研究中所述[1].

建立細胞系時所採用的培養條件，塑造了最終的表型。相較之下，3T3 細胞系被刻意維持在低密度狀態，從未讓其達到細胞融合——從而產生了一株具有極強接觸抑制作用的細胞系——而那些在較高密度下維持的細胞系則逐漸喪失接觸抑制作用，形成多層結構，並達到遠高於 3T3 的飽和密度。[1]. 因此，細胞庫將 3T6 描述為不具接觸抑制性，這與 3T3 形成鮮明對比。 與該研究中所有已建立的小鼠細胞系一樣，3T6在建立過程中也從二倍體轉變為異倍體核型，最終穩定在低四倍體範圍內；細胞庫報告指出其核型不穩定，主系染色體數為78–81條。 該細胞系能產生膠原蛋白和玻尿酸，並保留了某些反映其成纖維細胞起源的結締組織特徵。其物種身份已透過針對細胞色素c氧化酶亞基1（COX1）基因的高通量定序得到確認，這為其小鼠來源提供了獨立的分子驗證。[2].

細胞培養資訊

3T6-Swiss 白化細胞的優勢

3T6-Swiss 白化細胞最實用的優勢之一，在於其快速增殖率。 托達羅（Todaro）與格林（Green）記錄了新興的 3T6 細胞系在完全轉變為異倍體後，經過八次連續傳代，其世代時間如何從 29 小時降至 15 小時，且在同一細胞系中亦記錄到低於 14 小時的數值[1]. 因此，細胞庫所列的倍增時間約為 15 小時。這有助於支援高通量實驗工作流程，並縮短生成足夠實驗用細胞數量所需的時間；同時，其附著單層生長模式也便於進行直觀的顯微觀察與操作。

3T6-Swiss 白化細胞廣泛的實驗可操作性，構成了其第二項主要優勢。該細胞系可支援多種表達載體的穩定與暫時轉染，已被用於高效增殖多瘤病毒，並能對生長因子和嘌呤能激動劑等細胞外刺激產生可靠的反應。 這種多功能性意味著單一細胞系即可滿足同一實驗室內的多種實驗需求，從而減輕了維護大量不同細胞庫的負擔。此外，該細胞系已在從分子病毒學到生物材料測試等廣泛領域中展現出實用價值，凸顯了其廣泛的適用性。

3T6-Swiss 白化細胞的局限性

作為一種在建立過程中喪失接觸抑制作用的自發性永生化細胞系，3T6-Swiss 白化細胞所能達到的飽和密度遠高於正常成纖維細胞，且不會出現接觸抑制培養所特有的密度依賴性生長停滯現象[1]. 因此，該細胞系無法模擬如 3T3 等細胞系所觀察到的接觸抑制反應，這在設計旨在重現正常組織生理功能的實驗時，可能是一項關鍵考量。研究腫瘤抑制、附著依賴性生長控制或正常傷口癒合反應的研究人員，在解讀此細胞系所得結果時應謹慎行事。 核型亦是相關的限制因素：3T6 屬於異倍體而非二倍體，其染色體組不穩定且處於低四倍體範圍內，因此不適合用於需要整倍體基因組的研究。

另一項限制在於該模型具有小鼠、胚胎及成纖維細胞的特性。在 3T6-Swiss 白化細胞中獲得的研究結果，可能無法直接套用於人類細胞生物學或已分化的細胞類型。與所有連續細胞系一樣，經過多次傳代後產生的基因組漂變，可能會導致表型變異。 因此，建議定期進行鑑定，以確認物種身份，並偵測隨時間推移可能發生的交叉污染事件。 請注意，作為人類細胞系「黃金標準」的短串聯重複序列（STR）分析，在此並不適用；對於非人類細胞系，COX1 基因的 DNA 條碼分析是公認的方法，而 3T6 細胞系正是透過此方法進行了鑑定。[2].

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應用領域

病毒學與病毒基因表達

數十年來，3T6-Swiss 白化細胞一直是多瘤病毒研究中極具生產力的宿主系統。Hyde-DeRuyscher 與 Carmichael 利用 NIH 3T6 細胞進行了詳盡的核轉錄延伸實驗，並分析了多瘤病毒在生產性感染期間基因表達的時間調控機制 [3]。 他們的研究證實，多瘤病毒從早期到晚期的轉換並非在轉錄起始層面受到調控，而是與 RNA 加工的變化有關；這項發現從根本上塑造了人們對小鼠成纖維細胞中病毒基因調控的理解。

李（Rhee）與卡麥克（Carmichael）利用 NIH 3T6 感染系統，探究多瘤病毒晚期 mRNA 的翻譯效率。他們將細胞同時感染兩種僅在 5' 非編碼晚期引導子外顯子序列上有所不同的病毒株，並在感染後期時間點分離出多聚體 [4]。 他們進行的多聚體分析實驗證實，晚期引導序列的序列並不會影響翻譯效率，這為病毒mRNA的利用機制提供了重要的見解。

在一項互補性研究中，Chang 及其同事利用兩種收斂策略，在多瘤病毒次要衣殼蛋白 VP2 的 C 端區域鑑定出一個核定位訊號 (NLS) [5]。 在遺傳學的「減法」方法中，將全長和截短的 VP2 構建體轉染至 COS-7 細胞，結果顯示去除殘基 Glu307–Leu318 會將 VP2 限制在細胞質內。 生化「加法」方法則採用 NIH 3T6 細胞：將對應該序列的合成肽與牛血清白蛋白及免疫球蛋白 G 交聯， 經螢光標記後，微注射至 3T6 細胞的細胞質中；結果顯示，這兩種共軛物均在細胞核內累積，而未共軛的載體蛋白則未見此現象。因此，3T6 細胞適用於細胞質微注射，這點對於確立 NLS 至關重要。

DNA 修復與生長因子訊號傳導

3T6-Swiss 白化細胞已被廣泛用於研究電離輻射誘導的 DNA 單鏈斷裂修復，以及生長因子在調控此過程中的作用。 Bildin、Seregina 和 Zhestyanikov 研究了在 5–10 Gy 劑量離子化輻射照射下，Swiss 3T6 細胞中單股斷裂（SSB）與雙股斷裂（DSB）修復的動力學 [6]。 他們採用中性與鹼性洗脫法，並結合鹼性蔗糖梯度離心法來定量測定鏈斷裂。研究結果顯示，血清剝奪會急劇降低修復速率，而透過表皮生長因子（EGF）和胰島素重新刺激則能部分恢復修復速率，從而確立了細胞增殖訊號傳導與 DNA 損傷修復能力之間的直接關聯。

Bil'din、Seregina 和 Zhestianikov 隨後進行的一項研究進一步拓展了這項工作，闡明了在增殖中、靜止狀態及受有絲分裂原刺激的 Swiss 3T6 細胞中，參與輻射誘導的單鏈斷裂（SSB）修復的特定 DNA 聚合酶 [7]。 他們使用 DNA 聚合酶 α 和 δ 的特異性抑制劑阿菲迪科林，以及 2',3'-二脫氧胸苷-5'-三磷酸來抑制 DNA 聚合酶 β，結果發現無論細胞處於何種增殖狀態，單鏈斷裂修復對阿菲迪科林的敏感性均較高。 阿菲迪科林在靜止期和經有絲分裂原刺激的細胞中，對 DNA 修復的抑制效力約為活躍增殖細胞的三倍，這表明存在一種對阿菲迪科林敏感的聚合酶——最可能是 DNA 聚合酶 α——是限制靜止期細胞修復的關鍵步驟。

在核苷酸代謝領域，Tatibana 及其同事研究了早期有絲分裂刺激透過磷酸核糖焦磷酸（PRPP）轉化為核苷酸的代謝流 [8]。 他們主要以瑞士 3T3 細胞為研究對象，證實 EGF 搭配胰島素可將透過 PRPP 的代謝流增強約兩倍，且此反應需要外源鎂離子的參與。 研究人員同時對靜止期的 Swiss 3T6 細胞與人類胎兒成纖維細胞進行了檢測，結果顯示，當接觸血清時，這兩種細胞的核苷酸合成均受到相似程度的刺激，這使 3T6 細胞直接納入該實驗系列，並說明了嘌呤和嘧啶的從頭生物合成如何作為對有絲分裂刺激的早期反應而被激活。

細胞週期調控與分化

Kleuser 和 Adam 的一項里程碑式研究直接比較了 Swiss 3T3 和 3T6 細胞，以探究核糖體 RNA 含量、細胞大小與進入細胞週期之間的關係 [9]。 他們的研究結果揭示了這兩條細胞系之間存在根本性的生物學差異：3T3 細胞在重新進入細胞週期之前，需要達到一定的細胞 rRNA 含量閾值；而 3T6 細胞則無需 rRNA 顯著增加即可啟動 DNA 複製。 這一差異被解釋為證據，表明 3T6 轉化涉及與通常控制細胞週期進入的尺寸檢查點脫鉤，從而為該細胞系的轉化表型提供了機制上的見解。

Thayer 及其同事證實，轉染肌源性決定基因 MyoD1 可激活內源性 MyoD1 基因的表達，這表明存在正向自動調節 [10]。 主要實驗系統是 10T1/2 細胞系，但對內源性 MyoD1 mRNA 的影響在 Swiss 3T6 細胞中亦得以重現——值得注意的是，在測試的數種成纖維細胞和脂肪母細胞系中，這是唯一觀察到此現象的額外細胞系。 這種特異性使 3T6 成為肌源性轉化研究中極具參考價值的允許性背景。同一項研究還顯示，MyoD1 與肌生成素參與正向自動調節迴路，這項關於肌源性決定機制的研究成果已發表於《Cell》期刊。

Chin 和 Liem 將 Swiss 3T6 細胞與小鼠 L ^tk− 細胞並行使用，作為穩定的轉染宿主，以在非神經元細胞環境中研究大鼠神經絲蛋白 NF-L 和 NF-M 的表達 [11]。 神經絲cDNA由SV40和Rous肉瘤病毒啟動子驅動，而新黴素可篩選標記則由SV40早期啟動子驅動。 使用 NF-L 和 NF-M 兩種構建體均回收到了 G418 抗性克隆，但僅能建立出可透過免疫螢光檢測到 NF-M 的克隆；免疫電子顯微鏡觀察顯示，NF-M 與維曼汀在相同的中間絲上共定位。 另外，Gonzalez 及其同事利用 Swiss 3T6 小鼠成纖維細胞，闡明了兩種不同的 ATP 受體介導的訊號傳導途徑，這些途徑控制著鈣離子外流和細胞膜通透化，並證實了這兩種途徑之間存在選擇性脫敏現象，這與這些細胞中存在多種嘌呤受體的現象相符 [12]。

宿主與病原體的相互作用

3T6-Swiss 白化細胞已被證實是研究細胞內細菌病原體（尤其是 Spiroplasma eriocheiris）的有效體外模型。 Hou 及其同事透過免疫螢光和透射電子顯微鏡觀察，證實 S. eriocheiris 能侵入 3T6 細胞、形成包涵體並誘導空泡化 [13]。流式細胞術和 MTT 檢測確認，該感染會誘導細胞凋亡並顯著降低細胞存活率。 感染性細菌最早可在感染後一小時被檢測到，並在12小時內急劇增加。對受感染的3T6細胞進行配對的mRNA和microRNA表達譜分析，發現六小時後有619個差異表達的轉錄本和22個差異表達的miRNA，這些變化集中於焦黏附和MAPK訊號傳導路徑。

此相互作用的分子機制已在同一細胞模型中進一步剖析。Hou 及其同事在 S. eriocheiris 外膜上鑑定出一種黏附素樣蛋白（ALP），並證實該蛋白對於感染 3T6-Swiss 白化細胞至關重要 [14]。透過酵母雙雜交篩選、 遠西式印跡法以及共定位實驗證實，ALP 可與小鼠蛋白質纖維蛋白-7（fibulin-7）的 EGF 結構域結合，且重組 ALP 會透過與 EGF 競爭，抑制 3T6 細胞中的 EGFR 路徑活性——這是一個細菌表面蛋白利用宿主生長因子軸的鮮明範例。 在一項互補性研究中，朱及其同事對 S. eriocheiris 的一種溶磷脂酶進行了特性分析，指出該微生物具有入侵並在小鼠 3T6 細胞內存活的能力，並透過抗體中和實驗證實，該酶在感染早期對致病性有所貢獻 [15]。 綜合上述研究，3T6-Swiss白化細胞已被確立為研究螺旋原蟲感染的可重複哺乳動物模型。

生物材料評估與生物感測器應用

3T6-Swiss 白化細胞強勁的生長能力與成纖維細胞特性，使其成為評估新型生物材料生物相容性的有用模型。 Rathinavel 及其同事評估了由介孔二氧化矽（SBA-15）、聚己內酯和薑黃素組成的電紡複合奈米支架在傷口癒合方面的應用 [16]。 研究團隊利用細胞黏附與活/死檢測，在 Swiss 3T6 細胞中評估了細胞遷移、增殖及生物相容性，並輔以抗菌測試及大鼠體內傷口模型。該研究凸顯了 3T6-Swiss 白化細胞作為傷口癒合生物材料候選物篩選平台的實用價值。

除了材料測試之外，3T6-Swiss 白化細胞亦已被應用於基於細胞的生物感測器研究。 Nicolini 及其同事採用矽基電位式交變生物感測器（PAB）——一種光可尋址、對 pH 值敏感的傳感器配置——以即時監測細胞外酸化速率，作為藥物毒性的指標 [17]。 除了對經米托蒽醌處理的大鼠原代肝細胞和 HepG2 肝癌細胞進行檢測外，作者還記錄了小鼠 3T6 成纖維細胞在接受 DNA 抗代謝物胞嘧啶（Ara-C）處理後酸度上升速率的變化，並將感測器讀數與傳統的光學顯微鏡、 中性紅及台盼藍檢測法進行比對。由於該細胞系具有可預測的代謝活性，且易於在感測器基板上培養，因此非常適合進行這些實驗。綜上所述，這些應用證明 3T6-Swiss 白化細胞在連結細胞生物學與材料科學的轉譯研究中，佔據了重要的地位。

結論

3T6-Swiss 白化細胞（CVCL_0601）是一種用途極其廣泛且在歷史上極具意義的小鼠成纖維細胞系。 該細胞系最初由 Todaro 和 Green 於 1963 年從瑞士小鼠胚胎中建立，採用每皿 6 × 10⁵ 個細胞的 3 天轉移培養方案，相關文獻涵蓋病毒學、DNA 修復、細胞週期生物學、肌源性分化、受體訊號傳導、宿主-病原體相互作用以及生物材料評估等廣泛領域。 其快速倍增時間、易受病毒感染並產生複製，以及對生長因子和有絲分裂原的反應性，使其成為一種易於操控且實驗靈活的模型系統。 無論是研究多瘤病毒轉錄、探究由 EGF 調控的輻射誘導 DNA 單鏈斷裂修復、評估新型傷口癒合支架的生物相容性，還是分析細胞內細菌致病機制，3T6-Swiss 白化細胞皆能提供一個經過充分驗證且具可重複性的實驗平台。 有意將此細胞系納入研究計畫的研究人員，可瀏覽完整產品規格，或直接於 cytion.com 訂購 3T6-Swiss 白化細胞。

主要文獻

1. Todaro GJ, Green H (1963) 培養中小鼠胚胎細胞生長及其發育為穩定細胞系的定量研究。《細胞生物學雜誌》（The Journal of Cell Biology）。PMID: 13985244
2. Lung O, Candlish R, Nebroski M, 等 (2021) 運用高通量定序技術對 63 種細胞系進行物種鑑定與污染檢測。《科學報告》。PMID: 34737324
3. Hyde-DeRuyscher R、Carmichael GG（1988）多瘤病毒的早期-晚期轉換並非在轉錄起始層面受到調控，且與 RNA 加工的變化有關。《美國國家科學院院刊》。PMID: 2848251
4. Rhee E、Carmichael GG（1989）5'非編碼晚期引導外顯子序列不同的多瘤病毒晚期mRNA分子的翻譯效率。《病毒學雜誌》。PMID: 2535746
5. Chang D、Haynes JI 2nd、Brady JN、Consigli RA（1992）在多瘤病毒衣殼蛋白 VP2 中鑑定出核定位序列。《病毒學》。PMID: 1333132
6. Bildin VN、Seregina TB、Zhestyanikov VD（1990）表皮生長因子（EGF）與胰島素對輻射誘導之DNA損傷修復動力學之影響。《匈牙利生物學雜誌》。PMID: 2094129
7. Bil'din VN、Seregina TB、Zhestianikov VD（1992）哺乳動物細胞中 DNA 修復過程的調控。 IV. DNA 聚合酶在表皮生長因子調節 Swiss 3T6 小鼠細胞中電離輻射誘導之單股 DNA 斷裂修復過程中的作用。《細胞學》（俄文；英文摘要）。PMID: 1295156
8. Tatibana M、Ishijima S、Kita K 等（1989）瑞士 3T3 細胞中，磷酸核糖焦磷酸轉化為核苷酸的代謝流所受到的早期有絲分裂刺激，以及該反應對外源鎂的需求。《酶調控進展》。 PMID: 2483026
9. Kleuser B、Adam G（1985）正常與轉化小鼠細胞系中細胞 rRNA 含量與細胞週期調控之間的相互關係。《國際細胞生物學報告》。PMID: 3905022
10. Thayer MJ、Tapscott SJ、Davis RL、Wright WE、Lassar AB、Weintraub H（1989）肌源性決定基因 MyoD1 的正向自動調節。《Cell》。PMID：2546677
11. Chin SS、Liem RK（1989）轉染非神經元細胞中大鼠神經絲蛋白 NF-L 與 NF-M 的表達。《歐洲細胞生物學期刊》。PMID: 2516804
12. Gonzalez FA、Bonapace E、Belzer I、Friedberg I、Heppel LA（1989）可根據其脫敏特性，在瑞士3T6小鼠成纖維細胞中區分兩種不同的ATP受體。《生物化學與生物物理研究通訊》。PMID: 2818584
13. 侯 L、顧 W、朱 H 等（2017）螺旋體（Spiroplasma eriocheiris）誘導小鼠 3T6-Swiss 白化細胞凋亡，此現象與其感染機制相關。《分子免疫學》。PMID: 28889064
14. 侯 L、劉 Y、高 Q 等（2017）Eriocheiris 螺旋原體的黏附素樣蛋白（ALP）與表皮生長因子（EGF）結構域蛋白相互作用，以促進感染。《細胞與感染微生物學前沿》。 PMID: 28184355
15. 朱 H、劉 P、杜 J 等（2017）鑑定 Spiroplasma eriocheiris 中的溶磷脂酶蛋白並驗證其功能。《微生物學》（雷丁）。PMID: 27926815
16. Rathinavel S、Korrapati PS、Kalaiselvi P、Dharmalingam S（2021）含介孔二氧化矽的 PCL/薑黃素奈米纖維在傷口癒合中的應用。《歐洲藥學科學期刊》。PMID：34571179
17. Nicolini C、Lanzi M、Accossato P 等（1995）一種用於正常與癌變肝細胞即時毒性檢測的矽基生物感測器。《生物感測器與生物電子學》。PMID: 7576440