C2C12是永生的小鼠肌母细胞系,最初是在1977年从以色列魏茨曼科学研究学院获得[1],并且是为了从体内条件复杂的相互作用中,分离出的肌母细胞(myoblasts)进行一些体外研究而开发的,所以其可以用于多种生物医学研究[2]

C2C12细胞的肌管

这些细胞能够在拥有大量血清条件的情况下快速增殖,并且能够在少量血清的条件下分化为肌母细胞。 单核肌母细胞随后可以在低血清条件或缺少血清的状态下融合,形成多核肌管,从而成为成肌过程中骨骼肌收缩细胞的前体细胞[3]。C2C12细胞目前用作研究肌母细胞,以及其分化与成肌过程,并且探索有关机制的工具。

形态学

野生型C2C12细胞具有放射状分支形态,由许多沿着多个方向延伸的长纤维所组成。 目前已知可在多种条件下成功培养出C2C12细胞,以诱导特定的目标反应。 例如,借助C2C12细胞的高分化率和融合率,将纤连蛋白模板(fibronectin templates)微镀到培养皿细胞培养瓶中,以诱导特定的生长模式。又例如,骨骼肌细胞与细胞外基质成分的相互作用[4]。引入细胞粘附分子可以改变C2C12细胞的生长方式,使其生长时呈纵向分布,并且具有极性[5]。实际上有许多方法可以在遗传和环境方面,调节着C2C12细胞的形状,如改变细胞骨架等。C2C12细胞的骨架对于研究肌肉组织在损伤后的再生特别重要。

科研用途

目前已经证明C2C12细胞通过转染,有效地包含外源的互补脱氧核糖核酸核酸。在试验研究中,C2C12是在C3H小鼠大腿肌肉细胞进行多次传代后获得的细胞,并且是从具有隐性纯合dy基因的小鼠中培养的。这些小鼠表现出类似于早发性的人类肌肉营养不良症。从2个月大且拥有压碎性损伤(crush injury)的C3H小鼠中,成功培养出正常的小鼠肌母细胞,细胞在两天内分化为纺锤形的单核肌母细胞,而四天后,细胞形成了多核肌管网络(multinucleated myotube networks),甚至可以观察到肌小节和Z线(一系列的暗色线条)[6]。相反,营养不良的细胞形成缩短了长度的纤维,并且被成纤维细胞覆盖,正是肌肉萎缩的标志[1]。C2C12细胞表现出快速发育和成熟等功能性骨骼肌细胞或心肌细胞英语Cardiac muscle cell的能力,并且具有收缩性的肌管[6]。通过引入对肌母细胞融合和成肌至关重要的功能丧失基因,可以控制着C2C12细胞形成肌肉的速率[7]。在存在着肿瘤坏死因子-α的情况下,C2C12细胞中会丢失蛋白,特别是肌球蛋白重链蛋白( myosin heavy chain protein)[8]。C2C12细胞用于阐明在S期发生的失活X染色体的复制,并且受到表观遗传的调控[9]。C2C12细胞因其高分裂率而可应用于细胞周期的研究。

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 Yaffe, D; Saxel, O. Serial passaging and differentiation of myogenic cells isolated from dystrophic mouse muscle.. Nature. NaN-NaN-NaN, 270 (5639): 725–7 [2020-01-07]. PMID 563524. doi:10.1038/270725a0.  [永久失效链接]
  2. ^ C2C12 Transfection Reagent (Mouse Myoblast Cells). Altogen Biosystems: Transfection Reagents for Cell Lines and In Vivo Tissue Delivery. [2020-01-07]. (原始内容存档于2016-12-22) (英语). 
  3. ^ Working with the C2C12 cell line. Research in Myogenesis. 2012-02-04 [2020-01-07]. (原始内容存档于2018-06-12) (英语). 
  4. ^ Bajaj, P; Reddy B, Jr; Millet, L; Wei, C; Zorlutuna, P; Bao, G; Bashir, R. Patterning the differentiation of C2C12 skeletal myoblasts.. Integrative biology : quantitative biosciences from nano to macro. 2011-09, 3 (9): 897–909 [2020-01-07]. PMID 21842084. doi:10.1039/c1ib00058f. [永久失效链接]
  5. ^ Mermelstein, CS; Rebello, MI; Amaral, LM; Costa, ML. Changes in cell shape, cytoskeletal proteins and adhesion sites of cultured cells after extracellular Ca2+ chelation.. Brazilian journal of medical and biological research = Revista brasileira de pesquisas medicas e biologicas. 2003-08, 36 (8): 1111–6 [2020-01-07]. PMID 12886466. doi:10.1590/s0100-879x2003000800018. [永久失效链接]
  6. ^ 6.0 6.1 McMahon, DK; Anderson, PA; Nassar, R; Bunting, JB; Saba, Z; Oakeley, AE; Malouf, NN. C2C12 cells: biophysical, biochemical, and immunocytochemical properties.. The American journal of physiology. 1994-06, 266 (6 Pt 1): C1795–802 [2020-01-07]. PMID 8023908. doi:10.1152/ajpcell.1994.266.6.C1795. [永久失效链接]
  7. ^ Bi, P; Ramirez-Martinez, A; Li, H; Cannavino, J; McAnally, JR; Shelton, JM; Sánchez-Ortiz, E; Bassel-Duby, R; Olson, EN. Control of muscle formation by the fusogenic micropeptide myomixer.. Science (New York, N.Y.). 2017-04-21, 356 (6335): 323–327 [2020-01-07]. PMID 28386024. doi:10.1126/science.aam9361. [永久失效链接]
  8. ^ Li, YP; Schwartz, RJ; Waddell, ID; Holloway, BR; Reid, MB. Skeletal muscle myocytes undergo protein loss and reactive oxygen-mediated NF-kappaB activation in response to tumor necrosis factor alpha.. FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 1998-07, 12 (10): 871–80 [2020-01-07]. PMID 9657527. doi:10.1096/fasebj.12.10.871. [永久失效链接]
  9. ^ Casas-Delucchi, CS; Brero, A; Rahn, HP; Solovei, I; Wutz, A; Cremer, T; Leonhardt, H; Cardoso, MC. Histone acetylation controls the inactive X chromosome replication dynamics.. Nature communications. 2011, 2: 222 [2020-01-07]. PMID 21364561. doi:10.1038/ncomms1218. [永久失效链接]

外部链接