MS1小鼠胰島內(nèi)皮細(xì)胞系
MS1小鼠胰島內(nèi)皮細(xì)胞系源自 C57BL/6 小鼠胰島的微血管內(nèi)皮細(xì)胞，因保留特性且血管形成能力穩(wěn)定，成為胰島生物學(xué)與糖尿病研究的關(guān)鍵模型。其兼具內(nèi)皮細(xì)胞的通用特征與胰島微血管的特異性功能，為解析胰島血管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、胰島 - 血管相互作用及糖尿病血管病變機(jī)制提供了理想工具。
顯微鏡下，MS1 細(xì)胞呈貼壁生長(zhǎng)，形態(tài)以梭形和多邊形為主，宛如鋪展在培養(yǎng)皿上的 “星芒狀網(wǎng)絡(luò)"。細(xì)胞直徑約 12-18 微米，胞質(zhì)豐富且含少量 Weibel-Palade 小體 —— 這是內(nèi)皮細(xì)胞儲(chǔ)存 vWF 因子的典型結(jié)構(gòu)，經(jīng)免疫熒光染色呈點(diǎn)狀分布；細(xì)胞核呈卵圓形，位于細(xì)胞中央，核質(zhì)比約 1:2.5，染色質(zhì)均勻細(xì)膩，核仁不明顯，展現(xiàn)出穩(wěn)定的增殖特性。細(xì)胞倍增時(shí)間約 48-56 小時(shí)，較其他內(nèi)皮細(xì)胞系稍慢，當(dāng)融合度達(dá)到 70% 時(shí)需傳代，傳代時(shí)用 0.25% 胰dan白酶 - EDTA 溶液處理 1-2 分鐘，按 1:3 比例接種，連續(xù)培養(yǎng) 40 代仍能保持內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物的高表達(dá)。
培養(yǎng) MS1 細(xì)胞需模擬胰島微血管微環(huán)境。基礎(chǔ)培養(yǎng)基選用 DMEM（低糖），其低糖特性可避免高糖對(duì)胰島內(nèi)皮細(xì)胞的功能損傷；添加 10% 胎牛血清提供生長(zhǎng)因子，其中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）前體對(duì)維持細(xì)胞的血管形成能力至關(guān)重要。培養(yǎng)環(huán)境需嚴(yán)格控制在 37℃、5% CO?，pH 值穩(wěn)定在 7.3-7.5，通過(guò)培養(yǎng)基中的酚紅指示劑監(jiān)測(cè)酸堿變化。與主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞相比，MS1 細(xì)胞對(duì)胰島素更敏感，添加 100 nM 胰島素可使細(xì)胞增殖率提高 30%，血管樣結(jié)構(gòu)形成能力增強(qiáng) 2 倍，這與胰島微環(huán)境中高胰島素濃度的生理特征高度吻合。
在胰島血管構(gòu)建機(jī)制研究中，MS1 細(xì)胞系是解析血管新生調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的核心模型。其在 Matrigel 基質(zhì)上可自發(fā)形成管腔樣結(jié)構(gòu) —— 接種后 6 小時(shí)出現(xiàn)細(xì)胞聚集，12 小時(shí)形成線(xiàn)性排列，24 小時(shí)構(gòu)建完整的網(wǎng)狀血管結(jié)構(gòu)，這一過(guò)程與體內(nèi)胰島血管的分支形成高度一致。實(shí)驗(yàn)顯示，該過(guò)程依賴(lài) VEGF-A/VEGFR2 信號(hào)軸的激活：VEGF-A 處理可使細(xì)胞的 VEGFR2 磷酸化水平上調(diào) 5 倍，管腔形成數(shù)量增加 3 倍；而 VEGFR2 抑制劑處理則會(huì)wan全阻斷血管形成，證實(shí)其在胰島血管發(fā)生中的驅(qū)動(dòng)作用。此外，MS1 細(xì)胞表達(dá)高豐度的血小板衍生生長(zhǎng)因子 - BB（PDGF-BB），可招募周細(xì)胞覆蓋血管外壁，共同構(gòu)建穩(wěn)定的血管網(wǎng)絡(luò)，敲除 PDGF-BB 后周細(xì)胞覆蓋率下降 60%，血管結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低 50%，揭示胰島血管成熟的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制。
在糖尿病研究中，MS1 細(xì)胞系能模擬高糖環(huán)境下的胰島血管病變。高糖（30 mM）處理 72 小時(shí)后，細(xì)胞出現(xiàn)明顯功能異常：血管樣結(jié)構(gòu)形成率下降 50%，屏障功能受損（通透性增加 40%），同時(shí)促炎因子 IL-6 分泌量上調(diào) 3 倍，黏附分子 ICAM-1 表達(dá)量增加 2 倍。這些變化與糖尿病患者胰島微血管的病理特征高度一致 —— 毛細(xì)血管基底膜增厚、血管通透性增加導(dǎo)致胰島水腫，最終影響 β 細(xì)胞功能。研究發(fā)現(xiàn)，高糖通過(guò)激活細(xì)胞內(nèi) PKCβ/NF-κB 通路誘發(fā)上述病變，使用 PKCβ 抑制劑可使細(xì)胞功能恢復(fù) 60%，為糖尿病血管并發(fā)癥的靶向治療提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。此外，該細(xì)胞系可與胰島 β 細(xì)胞共培養(yǎng)構(gòu)建 “胰島 - 血管" 交互模型，高糖條件下共培養(yǎng)體系中 β 細(xì)胞的胰島素分泌量下降 40%，而改善 MS1 細(xì)胞功能（如添加 VEGF）可使 β 細(xì)胞分泌功能恢復(fù) 50%，證實(shí)胰島血管功能與 β 細(xì)胞存活的密切關(guān)聯(lián)。
在藥物篩選領(lǐng)域，MS1 細(xì)胞系是評(píng)估促血管新生與血管保護(hù)藥物的理想模型。其在 Matrigel 上的管腔形成實(shí)驗(yàn)可快速篩選促血管生成藥物，例如，人參皂gān Rg3 處理可使血管分支點(diǎn)數(shù)增加 40%，管腔長(zhǎng)度延長(zhǎng) 30%，通過(guò) ImageJ 軟件量化分析藥物活性。在糖尿病血管保護(hù)藥物篩選中，該細(xì)胞系能有效反映藥物的多靶點(diǎn)作用，如黃連素不僅抑制高糖誘導(dǎo)的 IL-6 分泌（下降 70%），還可上調(diào)抗氧化酶 SOD 表達(dá)（增加 2 倍），同時(shí)改善細(xì)胞屏障功能，體現(xiàn)多通路協(xié)同保護(hù)效應(yīng)。此外，MS1 細(xì)胞系可用于評(píng)估藥物對(duì)胰島血管 -β 細(xì)胞交互作用的影響，如姜黃素處理可使共培養(yǎng)體系中 β 細(xì)胞的胰島素分泌量增加 50%，優(yōu)于單純作用于 β 細(xì)胞的藥物效果，為糖尿病治療藥物的研發(fā)提供了更全面的評(píng)價(jià)體系。
在胰島移植研究中，MS1 細(xì)胞系可優(yōu)化移植胰島的血管重建效率。將 MS1 細(xì)胞與胰島共同包埋于海藻酸鈉微球中移植，可見(jiàn)移植物內(nèi)血管新生速度較單純胰島移植加快 2 倍，術(shù)后 7 天即可形成功能性血管網(wǎng)絡(luò)，胰島素分泌功能恢復(fù)時(shí)間縮短 50%。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，MS1 細(xì)胞分泌的肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）可促進(jìn)胰島 β 細(xì)胞存活，使移植后 β 細(xì)胞存活率提高 40%，這一 “胰島 - 血管" 共移植策略為提高胰島移植成功率提供了新方案。此外，該細(xì)胞系可用于研究移植后的免疫排斥反應(yīng)，激活的 T 細(xì)胞可通過(guò)識(shí)別 MS1 細(xì)胞表面的 MHCⅠ 類(lèi)分子引發(fā)免疫攻擊，導(dǎo)致血管破壞，而使用 CTLA4-Ig 阻斷 T 細(xì)胞激活可使移植物血管存活率提高 60%，為移植免疫調(diào)控提供了關(guān)鍵證據(jù)。
培養(yǎng)過(guò)程中，MS1 細(xì)胞的功能穩(wěn)定性需重點(diǎn)維護(hù)。長(zhǎng)期高糖培養(yǎng)（超過(guò) 10 代）會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)不可逆的功能退化，建議定期在正常糖濃度培養(yǎng)基中恢復(fù)培養(yǎng)。檢測(cè)細(xì)胞純度時(shí)，通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè) CD31、vWF 等內(nèi)皮標(biāo)志物，確保陽(yáng)性率不低于 95%，同時(shí)排除平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等雜細(xì)胞污染。凍存時(shí)使用含 10% DMSO、20% 血清的凍存液，梯度降溫至 - 80℃后轉(zhuǎn)入液氮保存，復(fù)蘇存活率可達(dá) 75% 以上，復(fù)蘇后需傳代 1-2 次再用于血管形成實(shí)驗(yàn)，以恢復(fù)細(xì)胞活性。
前沿研究中，該細(xì)胞系的應(yīng)用持續(xù)拓展。單細(xì)胞測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，MS1 細(xì)胞存在兩個(gè)功能亞群 —— 增殖亞群（占 45%）和功能亞群（占 55%），功能亞群高表達(dá)血管形成相關(guān)基因，為理解胰島內(nèi)皮細(xì)胞的異質(zhì)性提供了新視角；在類(lèi)器官構(gòu)建中，將其與胰島 β 細(xì)胞、間充質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)，可形成具有完整血管網(wǎng)絡(luò)的 “胰島類(lèi)器官"，其胰島素分泌對(duì)葡萄糖的響應(yīng)性較無(wú)血管類(lèi)器官提高 3 倍，更接近體內(nèi)胰島功能；在基因編輯領(lǐng)域，通過(guò) CRISPR 技術(shù)敲入熒光蛋白基因，可實(shí)時(shí)追蹤移植后血管新生過(guò)程，為評(píng)估促血管生成藥物的體內(nèi)效果提供可視化工具。
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