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普諾賽細胞學堂 | 深度解析上皮細胞：從形態(tài)學到培養(yǎng)技術的實用研究手冊
上皮細胞（Epithelial Cells）作為覆蓋體表或襯于體腔、器官腔道表面的極性細胞群體，在構建機體屏障、防御機制、物質交換與免疫調控等方面扮演著關鍵角色。其分布、功能與結構的多樣性，使其在基礎研究、疾病模型建立和藥物篩選中具有廣泛的應用價值。
本期細胞學堂將為您介紹上皮細胞的結構、功能、分離培養(yǎng)步驟及注意事項，幫助您快速了解上皮細胞，順利展開相關實驗。
01#
上皮細胞功能的多元化
物理屏障與保護功能
通過緊密連接構建細胞間無縫閉合結構，有效阻隔外界微生物、化學刺激及防止機體水分流失，典型的如皮膚角化上皮。
物質轉運與分泌功能
特化的上皮細胞具有微絨毛結構以增加吸收面積（如腸道上皮），或具有腺樣分泌功能（如汗腺、消化腺上皮），承擔分泌任務與營養(yǎng)物質、離子、氣體的跨膜轉運。
免疫調節(jié)與信息傳遞
上皮細胞可表達多種免疫相關分子（如MHC I/II、TLR等），分泌細胞因子（如TSLP、IL-33），并直接參與先天免疫應答，是黏膜免疫防御的重要前哨。
02#
上皮細胞結構的模塊化
極性結構顯著
上皮細胞具有明確的頂端-基底極性：頂端域參與物質攝取或分泌，基底域附著于基底膜，執(zhí)行信號感應與結構支撐的功能。
細胞連接復合體完善
包括：
緊密連接（Tight Junction）：密封細胞間隙，限制旁路擴散；
粘附連接和橋粘連（Adherens Junctions & Desmosomes）：提供機械支持；
縫隙連接（Gap Junction）：實現細胞間信號傳遞。
基底膜附著
上皮細胞通過半橋粒（Hemidesmosomes）與基底膜連接，后者富含IV型膠原與層粘連蛋白，介導細胞-基質間的黏附、營養(yǎng)交換與信號調控。
03#
上皮細胞結構的模塊化
腫瘤發(fā)生與轉移模型構建
上皮細胞是多種實體瘤的起源細胞（如乳腺癌、肺腺癌、結直腸癌）。研究其在增殖失控、細胞極性喪失、基底膜破壞及上皮-間充質轉化（EMT）等過程中的行為，有助于構建體外腫瘤模型，解析腫瘤發(fā)生、侵襲與轉移的分子機制。
黏膜免疫與病原體感染研究
氣道、消化道和泌尿生殖道的上皮細胞不僅構成黏膜屏障，還參與免疫識別與炎癥響應。它們可表達Toll樣受體（TLRs）、MHC分子，并分泌TSLP、IL-33等炎性因子，廣泛用于研究病毒（如SARS-CoV-2）、細菌或真菌感染的宿主防御機制。
藥物透皮滲透與屏障功能評價
皮膚、腸道和肺泡上皮細胞可用于建立體外屏障模型，模擬天然屏障環(huán)境，廣泛用于藥物滲透性評估、藥物遞送系統(tǒng)優(yōu)化和毒性檢測等研究。
干細胞定向誘導與器官類器官構建
在組織工程與再生醫(yī)學中，干細胞向功能性上皮細胞的定向分化是構建皮膚、腸道、肺等類器官的關鍵步驟。上皮細胞研究為開發(fā)精準誘導體系、優(yōu)化類器官結構及功能提供理論依據和實踐支持。
04#
上皮細胞的分離提取與培養(yǎng)
以分離培養(yǎng)SD大鼠腎小管上皮細胞為例，操作步驟如下：
材料準備
SD大鼠（4-6周齡）2-3只、PBS、膠原酶Ⅰ、上皮細胞專用培養(yǎng)基、鼠尾膠原蛋白預包被培養(yǎng)皿、細胞篩（80目、150目）、離心管等。
動物處理與腎組織獲取
斷頸處死大鼠，75%乙醇浸泡5 min后移入超凈臺。剪開腹腔取出完整腎臟，置于含PBS的玻璃皿中。
腎皮質組織分離
剝除腎包膜后，從腎正中縱切，可見皮質與髓質界限明顯。用顯微剪剪取腎皮質組織。
組織剪碎與初步過濾
將腎皮質組織剪成約1 mm3小塊，放于80目細胞篩上，使用注射器柱塞輕輕研磨，并用PBS沖洗，收集濾液。
進一步篩選腎小管組織
濾液依次通過80目與150目篩網，腎小管結構多聚集于150目篩網表面（如圖1）。
腎小管收集與消化
反轉150目篩，用含2% FBS的PBS沖洗腎小管組織，收集濾液，1200 rpm離心5 min后，加入0.1%膠原酶Ⅰ，在37℃水浴中消化15-30 min。
終止消化與細胞重懸
加入PBS稀釋終止消化，輕柔吹打至液體混濁，再次離心并用PBS洗滌一次。
接種與培養(yǎng)
用預熱的上皮細胞專用培養(yǎng)基重懸細胞沉淀，接種于預先用鼠尾膠原蛋白包被的培養(yǎng)皿。培養(yǎng)24-48 h后觀察細胞貼壁情況，換液后可見典型“鋪路石”樣上皮細胞形態(tài)（如圖2）。
圖1. 顯微鏡下觀察腎小管形態(tài)
圖2. “鋪路石”樣上皮細胞
注意事項
動物年齡影響組織結構
不同齡期大鼠的腎臟大小及腎小管發(fā)育程度不同，應根據實際情況選擇合適的細胞篩孔徑（如100目、200目）以提高目標結構的分離純度。
貼壁速度較慢
腎小管段細胞貼壁通常較慢，需耐心培養(yǎng)48 h左右。建議使用鼠尾膠原蛋白對培養(yǎng)皿進行包被，可顯著提升細胞貼壁率及初期存活率。
營養(yǎng)條件要求特殊
腎小管上皮細胞對培養(yǎng)基要求較高，由于常規(guī)培養(yǎng)基難以滿足其生長需求，建議采用含有特定生長因子的上皮細胞專用培養(yǎng)基，以確保細胞形態(tài)的穩(wěn)定性及功能的正常表達。
以上是關于上皮細胞的結構、功能、分離培養(yǎng)步驟及注意事項的解析。為幫助大家更好地開展相關研究，普諾賽®提供了原代上皮細胞、上皮細胞完-全培養(yǎng)基EpiCM以及原代細胞通用完-全培養(yǎng)基，一站式培養(yǎng)細胞，助您科研無憂！更多細胞培養(yǎng)干貨，請持續(xù)關注細胞學堂專欄~
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