ARPE-19 細胞——透過 ARPE-19 深入探討視網膜色素上皮細胞研究

ARPE-19 是一種源自人類、自發性生成的視網膜色素上皮細胞。該細胞系被廣泛應用於研究視網膜生物學的各個面向、病理狀況以及治療干預（藥理學）。 本文旨在針對 ARPE-19 永生化細胞提供全面的見解。主要將探討該細胞系的一般特性、培養條件及多元的研究應用。因此，閱讀本文後，您將能深入了解：

1. ARPE-19 細胞：來源與一般特性
2. ARPE-19 細胞系：培養資訊
3. ARPE-19 細胞的優勢與限制
4. ARPE-19 細胞系在研究中的應用
5. ARPE-19 細胞：研究文獻
6. ARPE-19 細胞系的相關資源：操作手冊、影片及其他

ARPE-19 細胞：來源與一般特性

了解細胞系的來源與一般特性，對於在研究中有效運用該細胞系至關重要。本文節將涵蓋有關 ARPE 細胞系的所有資訊，例如：什麼是 ARPE-19 細胞系？為何要使用 ARPE-19 細胞？ 何謂 ARPE-19/HPV-16 細胞系？ARPE-19 細胞是否為不朽細胞？ARPE-19 細胞的形態與大小為何？

• 永生化視網膜色素上皮細胞系 ARPE-19，源自一名因意外頭部創傷而死亡的 19 歲男性患者之眼部組織。該細胞系由 Amy Aotaki-Keen 於 1986 年建立。
• 這些細胞表達視網膜色素上皮細胞標記物，即 CRALBP 和 RPE-65，這表明它們能夠形成具有形態學和功能性極性的穩定單層。
• ARPE-19 細胞具有類似上皮細胞的形態。
• ARPE-19 細胞的核型大多正常，惟第 9 號與第 19 號染色體長臂分別存在一處缺失與一處增益。此外，亦觀察到部分非整倍體現象 [1]。

視網膜桿細胞與錐細胞的掃描電子顯微鏡（SEM）照片。

ARPE-19 細胞系：培養資訊

基本的細胞培養資訊對於正確處理和維護細胞系至關重要。本節將協助您了解 ARPE-19 細胞系培養的關鍵要點。 您將了解：ARPE-19 的倍增時間是多少？ARPE-19 的接種密度是多少？ARPE-19 的細胞密度是多少？ARPE-19 的冷凍培養基是什麼？該如何培養 ARPE-19 細胞系？

ARPE-19 細胞培養要點

細胞倍增時間：

ARPE-19 的倍增時間約為 55 至 65 小時。其細胞可進行多達 48 次倍增。

貼壁或懸浮培養：

ARPE-19 屬於貼壁型細胞系。

傳代比例：

ARPE-19 的傳代比例為 1:3 至 1:5。貼壁細胞先以 1x PBS 沖洗，再與細胞脫附劑 Accutase 一起孵育 8 至 10 分鐘。將脫附的細胞加入新鮮培養基中並進行離心。 將細胞沉澱再次重懸，並倒入裝有新鮮培養基的培養瓶中。

生長培養基：

ARPE-19 細胞系的培養使用 DMEM 或 Ham’s F12 培養基。 ARPE-19 培養基中需添加 5% FBS、3.1 g/L 葡萄糖、15 mM HEPES、1.6 mM L-谷氨醯胺、1.0 mM 丙酮酸鈉及 1.2 g/L NaHCO₃。 每週更換培養基 2 至 3 次。

生長條件：

ARPE-19 細胞置於 37°C、5% CO₂ 環境下的加濕培養箱中培養。

儲存：

該細胞系可儲存於液態氮的氣相中，或於低於 -150°C 的溫度下保存，以長期維持細胞的存活能力。

冷凍程序與培養基：

使用 CM-1 或 CM-ACF 作為 ARPE-19 的冷凍培養基。簡而言之，採用緩慢冷凍法進行冷凍，此方法允許溫度每分鐘僅下降 1 °C，以保護細胞免受冷凍衝擊。

解凍程序：

將細胞置於預先設定為 37°C 的水浴中解凍。待僅剩一小塊冰塊時，將細胞加入新鮮培養基中並進行離心，以去除冷凍培養基中的成分。接著，將細胞沉澱重新懸浮，並分裝至培養瓶中進行培養。

生物安全等級：

ARPE-19 細胞須於生物安全等級 1 的實驗室中進行操作。

 

經傳代後呈半融合狀態的 ARPE-19 細胞，放大倍率為 10 倍。

ARPE-19 細胞的優點與限制

ARPE-19 細胞廣泛應用於視網膜細胞生物學研究。與其他細胞一樣，它們也具備某些優點與限制。本節列舉其中幾項：

優點

ARPE-19 細胞系的主要優點包括：

視網膜細胞模型

ARPE-19 細胞與人類視網膜色素上皮細胞極為相似，使其成為研究視網膜疾病及藥物測試的理想選擇。

穩定的生長速率

這些細胞生長穩定，可長期維持培養，有利於進行長期實驗。

易於轉染

ARPE-19 細胞系是極佳的轉染宿主，廣泛應用於瞬時及穩定表達研究。

 

限制

以下是 ARPE-19 細胞系的一些限制：

分化能力有限

相較於原代視網膜細胞，ARPE-19 的分化能力較為有限。這可能會對某些與分化相關的研究造成影響。

 

ARPE-19 細胞系在研究中的應用

ARPE-19 細胞系在視網膜研究中具有廣泛的應用。本文將探討此視網膜色素上皮細胞系在研究領域中一些具體且重要的應用。

• 視網膜疾病研究：ARPE-19 細胞為視網膜病理機制提供了寶貴的見解。研究人員利用這些細胞來探究疾病機制及潛在的治療方法。 一項於 2020 年進行的研究發現，環狀 RNA hsa_circ_0041795 會與 miRNA-646 及 VEGFC 相互作用，從而促進高血糖在人類視網膜色素上皮細胞 ARPE-19 中引發的損傷。 因此，該研究提出將此環狀RNA作為對抗糖尿病視網膜病變的有效治療與診斷標靶 [2]。同樣地，楊靜（Jing Yang）及其同事利用ARPE-19細胞，深入探討了糖尿病視網膜病變的病理機制。 他們研究發現，抑制長非編碼RNA SNHG1（小核仁RNA宿主基因1）可抑制經高血糖處理的 ARPE-19 細胞的發炎反應及上皮-間質轉化 [3]。
• 藥物測試：ARPE-19 細胞被用於評估藥物和化合物的療效與安全性，有助於開發治療視網膜疾病的療法。 例如，一項於 2019 年進行的研究發現，馬六甲肉桂（Syzygium malaccense）的生物活性成分對人類視網膜色素上皮細胞 ARPE-19 具有抵禦過氧化氫誘導的應激作用 [4]。 隨後，另一項研究發現，普通牛膝草（Prunella vulgaris var. L）萃取物對 ARPE-19 細胞及小鼠模型中藍光誘導的損傷具有治療作用 [5]。 

5. ARPE-19 細胞：研究論文

以下是一些以 ARPE-19 視網膜色素上皮細胞為主題的精彩研究論文。

評估 ARPE-19 細胞對氧化壓力所產生的微RNA 反應

這篇研究論文於 2018 年發表於《皮膚與眼科毒理學》（Cutaneous and Ocular Toxicology）期刊。本研究評估了透過過氧化氫處理，在 ARPE-19 人類視網膜色素上皮細胞中誘導氧化壓力時，微RNA 的表達反應。

ARPE-19 條件培養基促進脂肪組織來源間充質幹細胞的神經分化

這篇發表於《世界幹細胞期刊》（2021年）的論文提出，ARPE-19細胞的條件培養基含有能促進脂肪組織來源間質幹細胞神經分化的生長因子。

槲皮素透過 MAPK 和 NF-κB 訊號傳導途徑，抑制 ARPE-19 細胞中 IL-1β 誘導的發炎性細胞因子與趨化因子的產生

這項研究發表於《國際分子科學期刊》（2019年）。研究指出，槲皮素透過抑制 MAPK 和 NF-κB 信號傳導級聯的活化，從而阻斷 IL-1β 刺激下 ARPE-19 細胞釋放趨化因子，進而改善發炎反應。

白藜蘆醇在氧化壓力與發炎狀態下調節 ARPE-19 細胞中的 SIRT1 和 DNMT 功能，並恢復 LINE-1 甲基化水平

這篇研究論文發表於《國際分子科學期刊》（2018年）。 本研究評估了氧化壓力與發炎對 ARPE-19 細胞中 SIRT1（Sirtuin 1）和 DNMTs（DNA 甲基轉移酶）功能，以及 LINE-1（長間隔核元件-1）甲基化的可能影響。

北菊花萃取物對 ARPE-19 細胞中 A2E 誘導之視網膜損傷的保護作用

發表於《Antioxidants》（2022年）的這篇文章發現，北極菊花萃取物對 ARPE-19 細胞中由 N-視黃烯基-N-視黃醇乙醇胺（A2E）誘導的視網膜損傷具有保護作用。

ARPE-19 細胞系相關資源：操作手冊、影片及其他

ARPE-19 是一種廣泛應用的視網膜上皮細胞系。此處列出涵蓋 ARPE-19 細胞培養與轉染操作手冊的相關資源：

• ARPE-19 轉染：本影片為逐步教學指南，協助學習 ARPE-19 細胞系的轉染操作流程。

以下是一些描述 ARPE-19 細胞培養操作流程的資源：

• ARPE-19 細胞培養操作指南：此連結包含有關 ARPE-19 細胞培養與維護的資訊，內容涵蓋 ARPE-19 培養基、培養條件、傳代操作指南，以及增殖性與冷凍保存培養物的處理方法。

參考文獻

1. Schnichels, S. 等，《培養皿中的視網膜：用於常見視網膜疾病的細胞培養、視網膜組織片及動物模型》。《視網膜與眼科研究進展》，2021 年，第 81 卷：第 100880 頁。
2. Sun, H. 及 X. Kang，hsa_circ_0041795 透過吸附 miR-646 並活化 VEGFC，促進高血糖誘導的人類視網膜色素上皮細胞（ARPE 19）損傷。 《Gene》，2020年，第747期：第144654頁。
3. Yang, J.等人，沉默的SNHG1抑制了高葡萄糖誘導的ARPE-19細胞的上皮-間質轉化及發炎反應。 《炎症研究》（J Inflamm Res），2021年，第14卷，第1563-1573頁。
4. Arumugam, B.等人，來自Syzygium malaccense的山奈酚衍生物對ARPE-19細胞中過氧化氫誘導應激的保護作用。《分子視覺》，2019年，第25卷，第47頁。
5. Kim, J., K. Cho 及 S.-Y. Choung，《普通牛膝草（Prunella vulgaris var. L）萃取物對 ARPE-19 細胞及小鼠視網膜中藍光誘導損傷的保護作用》。《自由基生物學與醫學》，2020 年，第 152 卷：第 622-631 頁。