發佈日期：2023年 | 最後審閱日期：2026年5月

U937 細胞——單核細胞白血病研究與進展的模型

U937 細胞系是生物醫學研究中廣泛應用的體外模型，源自前單核細胞系，能為骨髓系細胞的細胞動態提供寶貴見解。 本文深入探討 U937 細胞系的起源、一般特性及多元應用，該細胞系對於理解免疫細胞的分子機制與訊號傳導路徑至關重要，特別是在急性骨髓性白血病（AML）的背景下。

U937 細胞的起源與一般特性

本節將闡明 U937 細胞系的起源及其基本特徵。您將了解 U937 白血病細胞系的本質、細胞特性、來源，以及使其成為研究中關鍵模型的核心特徵。

U937 細胞由 Sundstrom 和 Nilsson 於 1976 年從一名 37 歲、患有全身性組織細胞性淋巴瘤的白人男性患者的胸腔積液中建立，呈現出獨特的促單核細胞表型 [1]。 這些細胞展現出單核細胞-巨噬細胞類型的典型形態，呈圓形結構，平均直徑約為 14 微米，並具有人類 DC-SIGN 蛋白等表面標記物，這對於其在免疫學研究中的作用至關重要。 U937 細胞系在接觸特定刺激後，能夠分化為各種免疫細胞——包括單核細胞、巨噬細胞，甚至樹突細胞——這一特性備受關注，為探索細胞分化過程提供了一個動態系統。

U937 的細胞功能還包括能表達成釉蛋白（amelogenin）——這是一種常被用於研究循環前體細胞，以及評估異常染色體（特別是第 16 號染色體部分）的標記物，這也鞏固了其在「癌症細胞系百科全書」（Cancer Cell Line Encyclopedia）中作為豐富資源的地位。 透過三維細胞培養和先進成像等技術，U937 細胞能模擬近乎體內的環境，使研究人員得以在更貼近生理狀況的環境中，觀察細胞的行為與相互作用。

在醫學實驗室中培養的紅血球與單核球。

U937 細胞系：培養資訊

掌握以下關於 U937 細胞培養的關鍵要點，將使您能更輕鬆且高效地進行相關研究。您將了解：U937 細胞的倍增時間是多少？U937 細胞系屬於貼壁型還是懸浮型？U937 培養基是什麼？該如何培養 U937 細胞？

U937 細胞培養要點

細胞倍增時間：

U937 細胞的平均細胞倍增時間為 36 小時。不過，實際範圍可能介於 48 至 72 小時之間。

貼壁型或懸浮型：

U937巨噬細胞呈圓形，並以懸浮培養方式生長。

接種密度：

建議 U937 細胞的接種密度為 1 × 10^⁵ 細胞/mL。懸浮細胞無需使用傳代溶液，僅需以新鮮培養基稀釋並計數，再將細胞以所需密度接種至新的培養瓶中。

生長培養基：

U937 細胞培養使用 RPMI 1640 培養基。此培養基需補充 2.0 mM L-谷氨醯胺、2.0 g/L NaHCO₃、2.0 g/L L-葡萄糖及 10% FBS，以達到最佳細胞生長效果。 培養基每週更換 1 至 2 次。 

培養條件（溫度、CO₂）：

U937 細胞培養需置於 37°C 加濕培養箱中，並供應 5% 二氧化碳，以達到最佳生長狀態。

儲存：

U937 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，以維持細胞的長期存活能力。

冷凍流程與培養基：

人類巨噬細胞系 U937 應使用 CM-1 或 CM-ACF 冷凍培養基進行冷凍。建議採用緩慢冷凍法（溫度以 1°C 為單位逐步降低），以最大限度地保護細胞存活率。

解凍程序：

將冷凍試管置於 37°C 水浴中，直至僅剩一小塊冰塊。向細胞中加入新鮮培養基並進行離心。棄去培養基後，將細胞沉澱重新懸浮並倒入新的培養瓶中。U937 細胞展現出相對較快的冷凍恢復能力。

生物安全等級：

建議在生物安全等級 1 的實驗室環境中進行 U937 細胞培養。

不同細胞密度下進行懸浮培養的 U-937 細胞。

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U937 細胞的優點與缺點

U937 細胞兼具獨特的優點與缺點，使其成為理想的科研工具。以下將探討 U937 細胞培養的主要優點與缺點。

優點

U937 細胞系的主要優點包括：

• 更高穩定性：相較於原發性血液白血病細胞，U937 細胞系因其源自組織細胞而展現出高度穩定性。此外，這些細胞可無限期培養且基因均質，因此成為研究工作的便利模型。
• 分化能力：當受到刺激時，U937 細胞具有分化為其他免疫細胞（如單核細胞、巨噬細胞或樹突狀細胞）的能力。這有助於理解引發免疫反應的細胞機制。
• 易於維護：U937 細胞在研究實驗室中易於培養與維護。培養 U937 細胞無需遵循複雜的程序或操作規範。

缺點

以下是與 U937 細胞系相關的一些缺點。

• 染色體異常：U937 細胞具有染色體異常，包括易位。這可能會影響實驗結果及結果的可重複性。

U937 單核細胞系，適用於免疫學與血液學研究

U937 細胞系在研究中的應用

U937 細胞是一種組織細胞性淋巴瘤細胞系，是各類生物研究應用中極具價值的模型。由於其能在特定條件下分化為巨噬細胞樣細胞，因此在骨髓系細胞研究中備受推崇，特別是作為巨噬細胞模型。 U937 細胞系有助於探究巨噬細胞的功能，包括吞噬活性及細胞因子的神經生物學機制，這些對於理解發炎反應與免疫調控至關重要。此細胞系亦展現出與原代單核細胞相似的特性，使研究人員得以在避免原代細胞變異性的情況下，深入探究免疫細胞行為的細微差異。

• 細胞遺傳學：在細胞遺傳學特徵分析領域，U937 細胞在研究第 11 號染色體及第 16 號染色體的部分區域方面發揮了關鍵作用，特別是在著絲點捕獲及同源染色體行為的研究上。 研究人員仰賴這些細胞來探究基因組重組與基因組不穩定性，這些研究對於理解癌症進展的基礎至關重要，包括 U937 細胞所衍生的組織細胞性淋巴瘤。 該細胞系能提供精確的核型資訊，使其成為研究染色體異常與染色體重排（尤其是涉及第20號染色體重排的情況）的絕佳工具。
• 單核細胞／巨噬細胞生物學：U937 細胞系是闡明單核細胞與巨噬細胞功能及調控機制的重要模型，其研究範圍涵蓋吞噬作用、抗原呈遞及細胞因子產生等面向。 值得注意的是，一項 2023 年的研究利用 U937 細胞，探討了糖巨肽（Glycomacropeptide）對人類巨噬細胞發炎反應的影響。這項研究突顯了糖巨肽的抗發炎特性，並證實了這些細胞內的細胞因子水平有所降低 [2]。
• 癌症研究：在腫瘤學領域，U937 細胞對於剖析癌症背後的細胞機制與訊號傳導路徑至關重要。它們在抗癌藥物篩選及新型癌症療法評估方面也扮演著關鍵角色。 基於此應用，一項研究採用 U937 骨髓性白血病細胞系，評估新鮮及蒸煮羽衣甘藍汁的抗癌效果。該研究結果顯示，此汁液可透過半胱天冬酶依賴性途徑，促進癌細胞的促凋亡活性 [3]。
• 毒理學研究：U937 細胞亦被用於探究環境污染物及各類化學物質的細胞毒性作用。例如，某項研究便採用 U937 細胞系（及其他細胞系）來評估聚乙烯微塑膠的潛在細胞毒性作用 [4]。 這項研究連同其他研究，凸顯了 U937 細胞在毒理學領域的重要性，為理解物質如何與人類單核細胞相互作用及其對人類健康的潛在影響提供了模型。

透過結合共焦雷射掃描顯微鏡技術，研究人員能夠可視化並量化 U937 細胞的吞噬活性，有助於對其對各種刺激（包括傳染性病原體）的反應進行表型分析。細胞系本體論與精確的核型資訊，進一步提升了此類研究的精確度。

U937 細胞：研究文獻

以下是一些以 U937 細胞為主題、值得關注且具代表性的研究論文。

Magnoflorine 透過 MyD88 依賴性途徑增強 U937 巨噬細胞中 LPS 活化的促發炎反應

這項發表於《Planta Medica》（2018年）的研究提出，從 Tinospora crispa 植物中提取的一種主要生物活性代謝物，在增強 U937 巨噬細胞的免疫反應方面具有極高潛力。

Peganum harmala 種子萃取物對 U937 單核細胞及巨噬細胞中一氧化氮的影響

這篇研究論文於2020年發表於《國際醫學實驗室期刊》（International Journal of Medical Laboratory）。在此研究中，研究人員評估了Peganum harmala種子萃取物對U937單核細胞及巨噬細胞中一氧化氮產生的潛在影響。

聚乙烯微塑膠對人類來源細胞系的潛在毒性評估

這項發表於《總環境科學》（2022年）的研究，評估了環境污染物（即聚乙烯微塑膠）對 U937、THP-1 及其他三個人類細胞系的潛在細胞毒性作用。

三葉荊（Vitex trifolia L.）葉提取物及植物成分對人類 U937 巨噬細胞中細胞因子產生的影響

這項研究於2020年發表於《BMC 輔助醫學與療法》（BMC Complementary Medicine and Therapies）期刊。該研究探討了由三葉荊（Vitex trifolia L.）植物葉片製備的不同萃取物，對 U937 巨噬細胞中細胞因子產生的影響。

低劑量電離輻射暴露會抑制體外人類原代角質形成細胞及 U937 細胞系的細胞週期與蛋白質合成途徑。這篇發表於《PLOS One》期刊的文章 （2018年）探討了低劑量電離輻射對 U937 細胞系及原代角質形成細胞的潛在影響。

 

U937 細胞系相關資源：操作手冊、影片及其他

U937 細胞是廣泛應用的研究工具。此處列舉了若干說明 U937 細胞培養與分化操作手冊的寶貴資源：

• U937分化操作手冊：此文件包含U937細胞的分化操作手冊。此外，亦包含U937人類髓系白血病細胞的培養操作手冊
• 懸浮細胞的傳代：這是一段展示 U937 等懸浮細胞系傳代一般操作流程的影片。
• U937 細胞系：此網站收錄了大量關於 U937 細胞的資訊，其中詳述了 U937 單核細胞與巨噬細胞的傳代、冷凍及解凍操作流程。

U937 細胞系研究應用常見問題解答

參考文獻

1. Chanput, W.、V. Peters 及 H. Wichers，《THP-1 與 U937 細胞》。《食品生物活性成分對健康的影響：體外與離體模型》，2015 年：第 147–159 頁。
2. Córdova-Dávalos, L.E. 等，《糖巨肽對 U937 巨噬細胞發炎反應的保護作用》。《Foods》，2023 年，12(7)：第 1528 頁。
   
3. Pungpuag, S.、S. Boonpangrak 及 Y. Suwanwong，《新鮮與蒸製中國羽衣甘藍汁對 U937 細胞系的抗白血病作用及其透過半胱天冬酶依賴性途徑產生的促凋亡作用》，《Foods》，2023年。 12(7)：第 1471 頁。
4. Gautam, R. 等，聚乙烯微塑膠對人類來源細胞系的潛在毒性評估。《總環境科學》，2022年。838期：第156089頁。
5. Chanput, W., J.J. Mes 及 H.J. Wichers，《THP-1 細胞系：免疫調節方法的體外細胞模型》。《國際免疫藥理學》，2014。23(1)：第 37-45 頁。