Calu-3 細胞系

Calu-3 細胞是一種源自人類的氣道上皮細胞系，代表非小細胞肺癌。該細胞系廣泛應用於生物醫學研究，包括肺癌生物學、呼吸道疾病、宿主與病原體的相互作用，以及氣道中的藥物轉運等領域。此外，該細胞系亦被用於開發多種呼吸道疾病的治療方法。

Calu-3 細胞的來源與一般特性

關於細胞系，您最需要了解的基本資訊是其來源與一般特性。這些資訊將有助於您決定如何在研究工作中運用該細胞系。本節將協助您了解有關 Calu-3 細胞系的這些關鍵資訊，內容包括：何謂 Calu-3 細胞系？ Calu-3 細胞的形態為何？Calu-3 細胞的來源為何？

• Calu-3 細胞取自一名患有肺腺癌的 25 歲白人男性患者的胸腔積液（轉移部位）。該細胞系由紀念斯隆-凱特琳癌症中心的 Jorgen Fogh 和 Germain Trempe 於 1975 年建立。
• Calu-3 細胞具有上皮樣形態。
• Calu-3 細胞的直徑範圍為 8-9 至 20 微米。
• 該細胞攜帶 K-RAS（G13D）、TP53 及 CDKN2A 基因的突變，並表達野生型 EGFR。

A549 與 Calu-3 之比較

A549 和 Calu-3 細胞均為人類肺腺癌細胞系，但具有截然不同的特徵。Calu-3 與 A549 細胞模型之間的主要差異在於黏液層的厚度。 Calu-3 細胞形成的黏液層較薄，因此能模擬近端氣道上皮。另一方面，A549 細胞則缺乏此特性，更適合代表遠端呼吸道的生理結構 [1]。

支氣管氣喘中的支氣管視覺化。氣喘是一種肺部疾病，其特徵為氣道收縮、腫脹，並因過多黏液而阻塞，進而引發呼吸困難等典型症狀。

Calu-3 細胞系：培養資訊

本節將協助您了解培養 Calu-3 細胞系的重要要點。以下我們將探討：Calu-3 細胞的倍增時間是多少？Calu-3 細胞的培養基為何？Calu-3 細胞的培養流程為何？該如何培養 Calu-3 細胞？

Calu-3 細胞培養的重點

倍增時間：

Calu-3 細胞的倍增時間約為 35 小時。

貼壁或懸浮培養：

Calu-3 是一種貼壁型肺腺癌細胞系。

傳代比例：

Calu-3 細胞系的傳代比例為 1:2 至 1:4。進行傳代時，先以 1×磷酸緩衝鹽水（PBS）沖洗細胞，再於室溫下與 Accutase（傳代溶液）共同孵育約 10 分鐘。 隨後加入新鮮細胞培養基，並將脫附的細胞離心。將細胞沉澱物小心重懸，再將細胞分裝至含有新鮮培養基的培養瓶中進行增殖。

生長培養基：

Calu-3 細胞的培養使用含有 10% 胎牛血清 (FBS)、2 mM L-谷氨醯胺、1.5 g/L 碳酸氫鈉 (NaHCO₃)、EBSS、1 mM 丙酮酸鈉及 NEAA 的 EMEM 培養基。 Calu-3 細胞的培養基應每週更換 2 至 3 次。

培養條件：

Calu-3 細胞於 37°C 溫度及 5% CO₂ 環境下，置於加濕培養箱中培養。

儲存：

冷凍細胞應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。

冷凍流程與培養基：

CM-1 或 CM-ACF 冷凍培養基主要用於冷凍 Calu-3 肺細胞系。為維持細胞存活率並防止細胞受到任何衝擊，細胞需經過緩慢冷凍過程，此過程允許溫度每分鐘僅下降 1 °C。

解凍程序：

將試管置於預先設定為 37 °C 的水浴中約 1 分鐘，或直至僅剩一小塊冰塊為止，即可完成細胞解凍。 加入新鮮培養基，並將細胞離心以去除冷凍培養基成分。隨後，將細胞沉澱重新懸浮，並將細胞倒入裝有生長培養基的新培養瓶中。

生物安全等級：

處理 Calu-3 細胞系時，必須在生物安全等級 1 的實驗室環境中進行。

不同傳代數次的 Calu-3 細胞，圖中突顯了典型的類胰島黏附簇。

Calu-3 細胞的優點與缺點

與其他人類細胞系一樣，Calu-3 細胞也有其獨特的優點與缺點。本文將探討其中幾項重要的優缺點。

優點

• 體外氣道上皮模型：

  在呼吸系統研究中，Calu-3 細胞是氣道上皮的有效體外模型。它們能反映人類氣道內襯的特性，有助於進行藥物轉運、宿主與病原體相互作用研究，以及黏液素產生的研究。

• 極化：

  Calu-3 細胞會形成極化的單層結構，因此被廣泛應用於在更貼近實際情境的條件下，研究藥物轉運及宿主與病原體的相互作用。

缺點

• 癌細胞系：

  Calu-3 細胞源自肺腺癌，因此需特別注意，其可能無法完全代表健康的肺組織。研究人員在將其作為研究模型時，應將此點納入考量。

 

Calu-3 細胞系在研究中的應用

Calu-3 在生物醫學研究中具有多種應用。本文此節將闡述其中幾項最具前景的應用。

• 呼吸系統疾病研究：Calu-3 肺細胞被用於探究各種呼吸系統疾病或病症，例如囊性纖維化、氣喘及慢性阻塞性肺病（COPD）。 Chiara Papi 及其同事進行的一項研究，利用 Calu-3 囊性纖維化體外模型，探討了針對 miRNA-101-3p 的抗 miR-101-3p 肽核酸（PNA）所產生的影響。 該研究發現，PNA 治療傾向於增加囊性纖維化跨膜傳導調節蛋白（CFTR）基因的表達，這為囊性纖維化及相關疾病提供了一種潛在的治療策略 [2]。
• 藥物開發：Calu-3 細胞用作測試和開發多種呼吸系統疾病藥物的模型。 此外，這些細胞亦被用於研究藥物穿過氣道上皮的轉運機制。例如，2021 年的一項研究探討了穿心蓮（Andrographis paniculata）植物萃取物及其生物活性成分穿心蓮內酯（andrographolide）對 Calu-3 細胞感染 SARS-CoV-2 的抗病毒活性 [3]。
• 宿主-病原體相互作用：Calu-3 細胞是研究病原體與氣道上皮相互作用的理想模型，有助於理解 SARS-CoV-2 等呼吸道感染。 例如，朴炳坤（Byoung Kwon Park）及其同事曾研究 Calu-3 細胞與 Vero 細胞在感染 SARS-CoV-2 後的反應，以及病毒的產生情況 [4]。

5. Calu-3 細胞：研究文獻

以下是一些以 Calu-3 細胞為研究對象、備受矚目且被廣泛引用的研究論文：

一氧化碳釋放分子-2 可抑制非小細胞肺癌 Calu-3 細胞的增殖、遷移、侵襲，並促進其凋亡

這項研究於 2018 年發表於《歐洲醫學與藥理科學評論》（European Review for Medical and Pharmacological Sciences）。研究指出，一氧化碳釋放分子-2（CORM-2）能促進非小細胞肺癌細胞（Calu-3）的凋亡，並抑制其增殖、遷移及侵襲。

Calu-3 上皮細胞在體外展現的免疫及上皮屏障反應，與新鮮分離的原代鼻上皮細胞有所不同

這項發表於《臨床與轉譯過敏學》（2018年）的研究，比較了 Calu-3 細胞系與新鮮培養的原代鼻上皮細胞在免疫及上皮屏障反應方面的差異。

奎寧可抑制 SARS-CoV-2 對人類細胞系的感染

這篇發表於《病毒》（Viruses，2021年）的文章，透過評估奎寧對 Calu-3 等不同病毒感染細胞系的影響，提出奎寧可能是治療 SARS-CoV-2 感染的潛在療法。

高濃度 D-葡萄糖透過 GLUT1 誘導人類氣道上皮細胞系 Calu-3 表達 ACE2

這項發表於《BMC 分子與細胞生物學》（2022年）的研究提出，高濃度 D-葡萄糖會透過調控 GLUT1 基因，促進 Calu-3 細胞的 ACE2 表達。

Dolosigranulum pigrum 調節呼吸道上皮細胞對 SARS-CoV-2 的免疫反應

這篇發表於《病原體》（Pathogens，2021年）的文章，探討了 Dolosigranulum pigrum 040417 在肺上皮細胞中的免疫調節作用。此外，該研究亦探討了這種免疫生物菌在預防 SARS-CoV-2 感染方面的潛力。

Calu-3 細胞相關資源：操作手冊、影片及其他

網路上有許多關於 Calu-3 細胞的資源，內容涵蓋細胞培養與轉染相關資訊。

• Calu-3 細胞轉染操作指南：此資源將提供關於 Calu-3 細胞轉染的重要知識。
• Calu-3 轉染：這段教學影片提供逐步指南，協助學習體外 Calu-3 轉染操作流程。

此處提及 Calu-3 細胞培養操作指南。

• Calu-3 細胞：本文件涵蓋有關 Calu-3 細胞培養基以及傳代或分株操作流程的資訊。

參考文獻

1. Wiese-Rischke, C.、R.S. Murkar 及 H. Walles，《人類下呼吸道的生物模型——生物醫學研究中人類 3D 屏障模型的挑戰與特殊要求》。《Pharmaceutics》，2021 年，第 13 卷第 12 期。
2. Fabbri, E. 等，使用針對微RNA miR-101-3p 的肽核酸 (PNA) 處理人類氣道上皮 Calu-3 細胞，與囊性纖維化跨膜傳導調節因子 (CFTR) 基因的表達增加有關。 《歐洲醫藥化學期刊》，2021年，第209卷：第112876頁。
3. Sa-Ngiamsuntorn, K.等人，穗葉芩（Andrographis paniculata）萃取物及其主要成分芩素（andrographolide）在人類肺上皮細胞中的抗SARS-CoV-2活性，以及在主要器官代表性細胞中的細胞毒性評估。 《天然產物期刊》，2021年。84(4)：第1261-1270頁。
4. Park, B.K.等人，SARS-CoV-2 感染後 Calu-3 細胞與 Vero 細胞中的差異性訊號傳導與病毒產量。《生物分子治療》（首爾），2021年，第29卷第3期：第273-281頁。