PC-3 人前列腺癌细胞

PC-3 人前列腺癌细胞是源自人类前列腺癌骨转移灶的贴壁生长细胞系，因携带晚期前列腺癌典型特征 —— 激素非依赖性、高侵袭性及骨转移倾向，成为研究前列腺癌病理机制、尤其是激素抵抗型前列腺癌及骨转移相关研究的经典体外模型，为前列腺癌基础研究与临床转化提供了关键实验载体，也是衍生 PC-3M 系列高 / 低转移细胞株的亲本细胞。

一、核心生物学特性

（一）来源与临床病理关联

该细胞株分离自前列腺癌患者的骨转移灶组织，wan美匹配临床前列腺癌的关键病理进程：约 70% 晚期前列腺癌患者会发生骨转移，且骨转移后常快速发展为激素抵抗型（对雄激素剥夺治疗无响应）。PC-3 细胞因无雄激素受体（AR）表达，wan全不依赖雄激素增殖，与临床激素抵抗型前列腺癌的分子特征高度契合，是研究该亚型前列腺癌的 “金标准" 模型之一。

（二）形态与增殖特征

细胞形态呈梭形或多边形，贴壁生长时呈不规则散在分布，细胞间连接松散，部分细胞伸出明显伪足（提示侵袭潜能）；胞质丰富，含少量嗜酸性颗粒，细胞核呈圆形或椭圆形，核仁清晰，染色质分布不均，偶见多核细胞（约 5%），符合恶性肿瘤细胞的形态学特征。增殖能力较强，倍增时间约 36-48 小时，传代 50 代以上仍能稳定维持核心表型；软琼脂克隆形成率达 40%-50%，显著高于早期前列腺癌细胞株（如激素敏感性的 LNCaP 细胞，克隆形成率约 20%），反映其强恶性程度。

（三）分子与功能特征

分子层面，PC-3 细胞具备晚期前列腺癌的典型分子异常：除无 AR 表达外，还不分泌前列腺特异性抗原（PSA）—— 部分晚期前列腺癌细胞会因分化程度降低丢失 PSA 表达，与临床部分难治性病例特征一致；骨转移相关基因（如基质金属蛋白酶 MMP-2/9、骨桥蛋白 OPN）表达上调，可高效降解骨基质成分，为其骨转移能力提供分子基?。磺窒喙赝罚≒I3K/AKT、MAPK）持续激活，体外 Transwell 侵袭实验中，穿膜细胞数是正常前列腺上皮细胞的 10 倍以上；裸鼠胫骨注射后，4 周即可形成明显骨转移灶，伴随骨破坏现象，与临床前列腺癌骨转移的病理表现高度吻合。

二、体外培养关键条件

（一）培养基与环境控制

基础培养基优先选用F-12K 营养混合物，该培养基含多种微量元素，更适配前列腺癌细胞的代谢需求；需添加 10% 胎牛血清（需筛选低雄激素含量批次，雄激素浓度 < 10pg/mL，避免干扰激素非依赖性表型）及 1% 抗菌试剂（预防细菌污染）。无需额外添加雄激素（如双氢睾酮），添加后细胞增殖无明显变化，可作为验证其激素非依赖性的关键指标。

培养环境需严格维持 37℃、5% CO?、95% 湿度，CO?浓度波动不超过 ±0.5%，pH 控制在 7.2-7.4，渗透压 280-320mOsm/kg；温度过低（<35℃）会导致细胞伪足消失、MMP 活性下降，影响侵袭能力检测结果，需通过培养箱自带传感器实时监控环境参数。

（二）传代与维护操作

细胞贴壁生长且增殖较快，传代周期约 3-4 天，当细胞汇合度达 80%-90% 时需及时传代（过度汇合会导致细胞聚团，影响形态与功能检测）：用含 0.02% EDTA 的细胞解离液（EDTA 可辅助解离细胞间连接）37℃孵育 2-3 分钟（因细胞贴壁较牢，解离时间略长于普通癌细胞），待细胞边缘收缩、呈圆形时，加入含血清培养基终止解离，轻柔吹打制成单细胞悬液（避免剧烈吹打破坏细胞伪足），按 1:4-1:6 比例接种至新培养瓶。

每日需通过倒置显微镜观察细胞状态：正常状态下细胞伪足伸出比例约 30%，若伪足比例下降、胞质空泡增多，需及时更换培养基；若培养基出现浑浊或异常沉淀，需排查是否存在细菌、真菌污染，必要时进行支原体检测（PC-3 细胞对支原体敏感，污染后会导致 MMP 活性异常）。

（三）冻存与复苏

冻存时使用含 10% 二甲基亚砜（DMSO）、20% 胎牛血清的 F-12K 培养基作为冻存液，将细胞浓度调整为 5×10?-1×10? cells/mL，分装至冻存管后采用梯度降温法：4℃放置 30 分钟→-20℃放置 1 小时→-80℃过夜→转入液氮长期保存，梯度降温可减少冰晶形成对细胞的损伤。

复苏时，将冻存管快速放入 37℃水浴中 1-2 分钟（1 分钟内解冻最佳），立即加入 8 倍体积预热的培养基稀释，1000×g 离心 5 分钟去除 DMSO（DMSO 对细胞有一定毒性，残留会导致复苏后存活率下降），重悬后接种至培养瓶，复苏存活率通?？纱?80% 以上。复苏后 24 小时需更换一次培养基，去除死亡细胞碎片；48 小时后通过 Western blot 检测 AR 表达（确认无 AR），确保激素非依赖性表型未发生漂移。

三、主要实验应用场景

（一）激素抵抗型前列腺癌机制研究

PC-3 细胞是该领域的核心模型：可通过对比其与激素敏感性细胞株（如 LNCaP）的基因表达谱，筛选激素抵抗相关差异基因（如 AR 剪切变异体、PI3K 通路基因）；利用 CRISPR-Cas9 技术构建 AR 过表达细胞株，观察细胞增殖、侵袭能力的变化，验证 AR 缺失与激素抵抗的因果关系；还可研究肿瘤微环境（如骨基质细胞、免疫细胞）对细胞激素敏感性的影响，解析骨转移与激素抵抗的协同机制 —— 例如，将 PC-3 细胞与骨 marrow stromal cells（BMSCs）共培养，检测共培养后细胞 AR 表达及增殖速率变化，探索骨微环境对激素抵抗的调控作用。

（二）前列腺癌骨转移机制与抗转移药物筛选

依托其骨转移倾向，可构建骨转移体外模型：将细胞接种于含骨基质提取物的 Matrigel 胶上，观察细胞迁移、侵袭及骨基质降解能力，模拟体内骨转移过程；筛选抗骨转移药物时，将候选药物（如双膦酸盐类、RANKL 抑制剂）作用于细胞，通过 Transwell 实验检测药物对侵袭能力的抑制率，或通过酶谱法检测药物对 MMP-2/9 活性的影响；在裸鼠体内实验中，通过尾静脉注射 PC-3 细胞构建骨转移模型，给予药物干预后，通过 Micro-CT 检测骨转移灶体积变化，评估药物体内抗骨转移疗效，为临床前列腺癌骨转移治疗提供药物研发数据。

（三）前列腺癌治疗靶点验证与药物评估

在药物研发中，PC-3 细胞可用于验证治疗靶点的有效性：针对 PI3K/AKT 通路的抑制剂，可通过 Western blot 检测药物对 AKT 磷酸化的抑制作用，MTT 法检测药物对细胞增殖的影响，明确靶点与药物疗效的关联；对于抗增殖类治疗药物，可通过 CCK-8 实验检测药物的半数抑制浓度（IC50），评估药物对晚期前列腺癌细胞的杀伤效果；此外，还可用于靶向免疫调控类药物的活性检测 —— 通过流式细胞术检测细胞 PD-L1 表达水平，若 PD-L1 高表达，可进一步评估相关抑制剂对免疫细胞（如 T 细胞）杀伤功能的增强作用，为该类药物在激素抵抗型前列腺癌中的应用提供实验依据。

四、实验应用注意事项