解锁乳腺癌细胞周期密码：MCF7 与 T47D 细胞同步化策略大揭秘

为解决乳腺癌细胞周期同步化及阶段富集研究结果差异大的问题，中东技术大学研究人员对 MCF7 和 T47D 细胞开展相关研究，明确不同同步化方法效果差异。该成果为乳腺癌研究提供重要框架，推荐科研读者阅读。

　　

在生命科学领域，细胞周期的研究一直是个热门话题。细胞就像一个个勤劳的小工匠，按照特定的周期进行生长、分裂，维持着生命的运转。而雌激素（-estradiol，E2）作为一种重要的信号分子，在这个过程中扮演着关键角色，尤其是在乳腺上皮细胞的生长、分化和功能维持方面。雌激素主要通过雌激素受体 α（ERα）发挥作用，它就像是一把钥匙，开启了细胞内一系列的生理反应。

然而，当 E2 - ERα 信号通路出现异常时，麻烦就来了。它可能导致乳腺癌的发生和发展，还会让肿瘤细胞对治疗产生抵抗，这无疑给乳腺癌的治疗带来了巨大挑战。为了深入了解这一复杂的过程，科学家们常常使用乳腺癌细胞系作为体外模型。其中，MCF7 和 T47D 细胞系是研究 E2 - ERα 信号通路介导的细胞增殖过程中常用的模型，它们就像两个小小的 “研究基地”，为我们揭示细胞周期的奥秘提供了重要线索。

但在研究过程中，科学家们遇到了难题。以往使用各种方法来获得细胞周期特定阶段富集的细胞群体时，结果总是参差不齐，重复性和可靠性都不太理想。这就好比在探索宝藏的路上，总是找不到正确的方向，使得研究进展缓慢。为了解决这些问题，来自中东技术大学（Middle East Technical University）的 Pelin Toker、Hazal Ayten 等研究人员进行了深入研究，并在《Scientific Reports》期刊上发表了题为 “A reappraisal of cell cycle phase enrichment in synchronized estrogen receptor - positive cell models derived from breast adenocarcinomas” 的论文。

他们通过一系列实验，得出了重要结论：不同的细胞周期同步化方法在 MCF7 和 T47D 细胞中效果各异。对于 MCF7 细胞，用含 10% 活性炭葡聚糖处理的胎牛血清（CD - FBS）的生长培养基培养，能有效使细胞同步于 G0/G1 期，再补充 E2 可使细胞进入 S 期，用诺考达唑（nocodazole）处理可富集 G2/M 期细胞；而 T47D 细胞虽然也能被 CD - FBS 同步于 G0/G1 期，但 E2 诱导其细胞周期进展的效果不如 MCF7 细胞，采用双胸苷阻断（DTB）方法结合诺考达唑或诺考达唑 - 有丝分裂抖落法能更有效地富集 S 期和 G2/M 期细胞。这些结论为乳腺癌研究中细胞周期特异性应用提供了重要的框架，就像为探索乳腺癌治疗的道路点亮了一盏明灯。

在这项研究中，研究人员主要用到了以下几个关键技术方法：

1. 细胞培养与同步化：培养 MCF7 和 T47D 细胞，用 CD - FBS 去除雌激素，实现细胞周期同步化，还用双胸苷阻断法进行对比实验。
2. 流式细胞术：通过对细胞 DNA 含量和相关蛋白表达的检测，分析细胞周期各阶段的分布情况。
3. 蛋白质免疫印迹法（Western Blot，WB）：检测细胞中 Cyclin B1、Cyclin E、ERα 等蛋白的表达水平，了解细胞周期进展过程中的蛋白变化。

下面我们来详细看看研究结果：

1. MCF7 细胞周期同步化及 E2 对其影响

研究人员首先将 MCF7 细胞在含有 10% CD - FBS 的 DMEM 培养基中培养 72 小时，发现超过 80% 的细胞聚集在 G0/G1 期，这表明 CD - FBS 能有效使 MCF7 细胞同步于 G0/G1 期。接着，他们在细胞停滞于 G0/G1 期时，分别加入 E2 或作为对照的乙醇继续培养。结果发现，E2 能有效触发细胞周期进展，S 期细胞比例在 12 小时开始增加，21 小时达到平台期（65 ± 3.5%），同时 G0/G1 期细胞比例下降。到 30 小时，细胞进入 G2 期，36 小时细胞周期完成，但此时细胞群体变得不同步。通过 WB 分析发现，随着细胞周期进展，Cyclin B1 和 Cyclin E 的蛋白水平发生相应变化，E2 还会使 ERα 水平降低。为了确定 E2 诱导的细胞周期进展是否依赖于 ERα 信号通路，研究人员用 ICI 处理同步于 G0/G1 期的细胞。结果显示，ICI 能阻断 E2 介导的细胞周期进展，这表明 E2 - ERα 信号通路是诱导 MCF7 细胞周期进展的主要途径。

2. MCF7 细胞的双胸苷阻断（DTB）同步化

研究人员尝试用 DTB 方法同步化 MCF7 细胞。他们先用 2 mM 胸苷处理细胞 14 小时，然后释放 12 小时，再用胸苷处理 22 小时。结果发现，DTB 方法能使 MCF7 细胞同步于 G1/S 边界，且大量细胞处于 S 期起始阶段。释放 DTB 后，细胞迅速通过 S 期，8 小时进入 G2 期，14 小时细胞周期变得不同步。研究人员还发现，将 DTB 和 CD - FBS 结合使用，能使细胞有效同步于 G0/G1 期。释放 DTB 后加入 E2，细胞周期会开始进展，但比单独使用 DTB 有明显延迟。同样，ICI 能阻断 E2 诱导的细胞周期进展，再次证明 E2 - ERα 信号是驱动 MCF7 细胞周期进展的主要因素。

3. 抗雌激素对 MCF7 细胞周期的影响

研究人员用 4 - 羟基他莫昔芬（4 - HTam）或 ICI 处理未同步化的 MCF7 细胞 48 小时，发现这两种化合物都能使细胞同步于 G0/G1 期，且 ICI 的效果更好。但当将细胞从阻断状态释放后，细胞并不能顺利进入细胞周期的下一个阶段。通过检测 Ki67 蛋白（一种与细胞增殖密切相关的蛋白）发现，ICI 预处理的细胞处于静止状态，对化合物的去除没有反应。

4. 化学试剂处理富集 MCF7 细胞周期阶段

研究人员尝试用不同化学试剂处理 E2 处理后的 MCF7 细胞，以富集特定细胞周期阶段的细胞。他们用阿非迪霉素（aphidicolin）和 2,3 - DCPE 处理细胞，发现这两种试剂都不能进一步富集 S 期细胞。而用诺考达唑处理同步于 G0/G1 期并经 E2 处理 21 小时的 MCF7 细胞，发现 0.3 μM 诺考达唑能进一步富集 G2/M 期细胞，诺考达唑 - 有丝分裂抖落法可获得近 90% 的 G2/M 期细胞。

5. T47D 细胞周期同步化及富集

研究人员用 CD - FBS 处理 T47D 细胞，发现它能有效使细胞同步于 G0/G1 期。加入 E2 后，T47D 细胞周期开始进展，但进入 S 期的细胞比例较少，最大比例不到 25%。用 DTB 方法同步化 T47D 细胞时，发现部分细胞同步于 G1 期和 G1/S 过渡期。释放 DTB 并加入 E2 后，细胞能通过细胞周期，但 E2 单独不足以驱动大量细胞完成细胞周期。研究人员还发现，用诺考达唑处理同步化的 T47D 细胞，能富集 G2/M 期细胞，诺考达唑 - 有丝分裂抖落法也可获得近 90% 的 G2/M 期细胞。

研究结论和讨论部分表明，细胞周期的调控对于细胞增殖至关重要，而乳腺癌细胞的异常增殖与细胞周期调控的紊乱密切相关。MCF7 和 T47D 细胞作为研究乳腺癌的重要模型，在细胞周期同步化和特定阶段富集方面存在差异。对于 MCF7 细胞，CD - FBS 结合 E2 的方法能有效实现细胞周期同步化和阶段富集；对于 T47D 细胞，DTB 方法结合诺考达唑在富集 S 期和 G2/M 期细胞方面更有效。这些发现为乳腺癌研究提供了重要的参考，有助于科学家们更好地理解乳腺癌细胞的增殖机制，为开发更有效的治疗方法奠定了基础。同时也提醒我们，不同的细胞系具有独特的特性，在研究中需要根据细胞系的特点选择合适的实验方法，就像为不同的锁找到合适的钥匙一样，才能更准确地揭示细胞周期的奥秘，为攻克乳腺癌这一难题提供有力的支持。