U87MG 細胞——利用 U87MG 進行膠質母細胞瘤研究及其對腦癌研究的影響

U-87 MG 作為人類原發性膠質母細胞瘤細胞系，廣泛應用於生物學研究。特別是，這些細胞被運用於神經科學及免疫腫瘤學領域。

U-87 MG 細胞系的一般特性與來源

本節將概述 U-87 細胞系的來源與一般特性。您將了解：何謂 U-87 MG 細胞？U-87 細胞源自何處？U-87 MG 的全稱是什麼？U-87 細胞的大小為何？U-87 細胞系的形態為何？

• U87 細胞系是一種膠質母細胞瘤（星形細胞瘤）細胞系，於 1966 年在烏普薩拉大學建立。 這些細胞取自一名罹患膠質母細胞瘤的 44 歲白人男性。此細胞系的正式名稱是 U 87 MG，代表「烏普薩拉 87 惡性膠質瘤」（Uppsala 87 Malignant Glioma）。
• U 87 MG 細胞呈現上皮細胞樣形態。
• U 87 MG 細胞的直徑範圍介於 12 至 14 µm 之間。
• 此人類膠質母細胞瘤細胞系為低二倍體，約 48% 的細胞群體具有 44 條染色體的模態數。然而，在 5.9% 的細胞群體中也存在較高的倍體數。

一部醫學 3D 動畫，說明腫瘤如何由星形膠質細胞形成。

U-87 MG 細胞培養資訊

在操作 U-87 MG 細胞之前，您應了解培養這些膠質母細胞瘤細胞的以下關鍵要點。特別是，您應了解：U-87 MG 細胞的細胞倍增時間是多少？培養 U-87 細胞使用何種培養基？ U-87 MG 細胞系的接種密度為何？

U-87 MG 細胞培養要點

細胞倍增時間：

U 87 MG 細胞的細胞倍增時間介於 18 至 38 小時之間。

貼壁或懸浮生長：

U 87 MG 為貼壁型細胞系。該細胞呈細長形，並以單層形式生長。

接種密度：

建議將膠質母細胞瘤細胞系 U 87 MG 以 1 × 10^⁴ 細胞/cm^² 的密度接種。將貼壁的 U 87 細胞以 1×PBS 洗滌，並與 Accutase 溶液共同培養。隨後，將解離後的細胞離心並回收。 將細胞小心重懸，並加入含有生長培養基的新培養瓶中。

生長培養基：

U 87 MG 細胞系以 EMEM（Eagle 最小必需培養基）為基質，並添加 1.0 g/L L-葡萄糖、2.0 mM L-谷氨醯胺、2.2 g/L NaHCO₃、 1% 非必需胺基酸（NEAA）、1 mM 丙酮酸鈉及 10% 胎牛血清（FBS）溶液的 EMEM（Eagle 最小必需培養基）中進行培養。培養基應每 2 至 3 天更換一次。

生長條件：

U-87 MG 細胞需在 37°C、供應 5% 二氧化碳且具加濕功能的培養箱中，方能達到最佳生長狀態。

儲存：

U87 細胞應保存在液態氮的氣相中，或於低於 -150°C 的溫度下保存，以維持膠質母細胞瘤細胞的最大存活率。

冷凍程序與培養基：

CM-1 或 CM-ACF 冷凍培養基均適用於冷凍 U87 MG 細胞。建議採用緩慢冷凍程序，以避免細胞受到冷衝擊並保護細胞存活率。

解凍程序：

冷凍的 U-87 MG 細胞系試管應置於 37°C 水浴中解凍。將細胞加入生長培養基中，重新懸浮後，分裝至新的培養瓶中進行培養。此外，亦可將 U87 細胞離心以去除冷凍培養基，隨後進行培養。

生物安全等級：

處理 U 87 MG 細胞培養物時，須符合生物安全等級 1 的要求。

在顯微鏡下以 10 倍和 20 倍放大倍率觀察的 U-87 MG 細胞。

U-87 MG 細胞的優點與缺點

當我們談到細胞系時，首先浮現腦海的問題是：使用 U-87 MG 細胞有哪些優點？U-87 細胞又有哪些缺點？

優點

U-87 MG 細胞系在研究中被廣泛應用。與此細胞系相關的幾項優點包括：

優點

• 易於培養： U-87 MG 細胞在培養過程中易於維護，無需繁瑣或複雜的細胞培養條件。
• 均質性： U-87 MG 是一種均質的細胞系。細胞群中的大多數細胞具有相同的遺傳組成，因此具有相似的特徵。這些細胞被用於研究細胞過程、藥物篩選及測試。
• 特性明確： 此膠質母細胞瘤細胞系在生長特性、形態及基因表達方面均已充分闡明，使其成為極具價值的研究工具。

缺點

• 應用範圍有限： U-87 MG 為膠質母細胞瘤細胞系，因此其應用主要限於研究膠質母細胞瘤及其潛在的分子機制，可能不適用於其他癌症類型的研究。

U-87 MG 細胞的研究應用

U87MG 膠質母細胞瘤細胞系廣泛應用於癌症研究，特別是在膠質母細胞瘤研究領域。U 87 MG 細胞的部分研究應用包括：

• 癌症生物學研究：U87 細胞系用於研究癌症的生長與發展、其背後的分子機制、訊號傳導路徑以及腫瘤微環境。 一項發表於 2020 年的研究利用膠質母細胞瘤體外模型——U-87 MG 細胞系，探討 BMAL1（基本螺旋-環-螺旋 ARNT 樣 1）基因作為治療標靶的可能性。 研究結果顯示，BMAL1 基因透過抑制細胞周期蛋白 B1、金屬蛋白酶-9 及磷酸化 AKT 的基因表達，從而抑制膠質母細胞瘤細胞的增殖、遷移與侵襲 [1]。 另一項於2019年進行的研究同樣採用U87細胞系，並發現下調脂多醣誘導的腫瘤壞死因子-α因子（LITAF）轉錄因子表達，可透過上調FOXO-1通路來增強膠質瘤細胞的放射敏感性。 LITAF 亦稱為 p53 誘導基因 7（PIG7）[2]。
• 藥物發現與開發：U-87 MG 細胞可用於藥物篩選與測試，使研究人員得以識別潛在的新型抗癌藥物，並評估其療效與毒性。 有研究利用 U 87 MG 膠質母細胞瘤細胞系，評估了 Inula helenium (L.) 萃取物的抗癌與抗氧化潛力 [3]。同樣地，另一篇文獻提及使用 U87 細胞系來測試植物萃取物的細胞毒性與凋亡作用 [4]。 此外，2018年發表的一項研究，探討了從睡蓮屬植物中萃取的倍半萜鹼類化合物，對敏感型及耐藥型 U87MG 細胞系的細胞毒性作用 [5]。

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U-87 MG 細胞系：研究文獻

以下是一些以 U87 MG 細胞系為主題的知名研究論文。

缺氧透過 PI3K/Akt/mTOR/HIF-1α 途徑增強人類膠質母細胞瘤 U87 細胞的遷移與侵襲能力

這篇發表於《Neuroreport》2018年的論文提出，缺氧可透過調控 PI3K/Akt/mTOR/HIF-1α 訊號傳導路徑，增加人類膠質母細胞瘤細胞的遷移與侵襲能力。

Eriodictyol 透過 PI3K/Akt/NF-κB 訊號傳導路徑抑制膠質瘤細胞增殖與轉移，並誘導其凋亡

這項研究發表於2020年的《藥理學前沿》（Frontiers in Pharmacology）。 研究結果指出，一種名為「Eriodictyol」的黃酮類化合物對 U87 細胞系具有抗癌作用，並能抑制細胞增殖與轉移。該化合物是透過調控 PI3K/Akt/NF-κB 途徑來發揮其抗腫瘤特性。

西黃丸透過靶向ROS介導的Akt/mTOR/FOXO1途徑，誘導人類膠質母細胞瘤U-87 MG細胞凋亡

發表於《循證補充與替代醫學》（2018）的這項研究指出，一種名為「西黃丸」的中藥方劑，可透過靶向活性氧（ROS）活化的Akt/mTOR/FOXO1級聯反應，誘導U87細胞凋亡。

LITAF 透過 FoxO1 途徑增強人類膠質瘤細胞的放射敏感性

這篇研究論文於2019年發表於《細胞與分子神經生物學》期刊。該研究提出，一種名為LITAF的轉錄因子，透過調節FOXO-1訊號傳導路徑，下調膠質瘤細胞的活性並增強其放射敏感性。

薑黃素載體 PLGA 奈米粒子的製備及其對人類膠質母細胞瘤 U87MG 細胞細胞毒性作用之研究

本文發表於《應用化學生物介面研究》（Biointerface Research in Applied Chemistry，2019年）。研究人員利用 U87MG 細胞，探討載有薑黃素的 PLGA 奈米粒子的細胞毒性作用。

U-87 MG 細胞相關資源：實驗流程、影片及其他

U87MG 膠質母細胞瘤細胞系廣泛應用於許多癌症研究實驗室。以下是關於此細胞系的相關資源：

• U87細胞系的轉染：本文件將向您說明 U87MG 細胞的轉染操作流程。
• U87MG 細胞系轉染：此影片為教學影片，逐步說明 U87 細胞的轉染操作流程。

U87 細胞培養操作指南的相關資源如下：

• U87 MG 細胞：此連結包含關於 U87MG 細胞系的基本資訊，其中涵蓋簡要的細胞傳代、冷凍及解凍操作流程。

參考文獻

1. Gwon, D.H. 等，BMAL1 透過下調細胞周期蛋白 B1、磷酸化 AKT 及金屬蛋白酶-9 來抑制 U87MG 細胞的增殖、遷移與侵襲。《國際分子科學期刊》，2020。 21(7)。
2. Huang, C. 等，LITAF 透過 FoxO1 途徑增強人類膠質瘤細胞的放射敏感性。《細胞與分子神經生物學》，2019。39(6)：第 871-882 頁。
3. Koc, K.等人，《Inula helenium (L.) 萃取物對人類 U-87 MG 膠質母細胞瘤細胞系的抗氧化與抗癌活性》。《癌症研究與治療期刊》，2018年。14(3)：第 658-661 頁。
4. Rezadoost, M.H.、H.H. Kumleh 及 A. Ghasempour，《植物萃取物對乳癌、皮膚癌及膠質母細胞瘤細胞的細胞毒性及凋亡誘導作用》。《分子生物學報告》，2019年。 46(5)：第 5131-5142 頁。
5. Fukaya, M.等人，《睡蓮屬植物所含的倍半萜鹼對敏感及抗藥性細胞系的細胞毒性》。《食品功能》，2018年。9(12)：第6279-6286頁。