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更新时间：2025-10-28
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NRK正常大鼠肾细胞
NRK正常大鼠肾细胞是肾脏生理与病理研究领域的经典正常细胞模型，源自正常成年大鼠的肾脏皮质组织，主要分离自肾小管上皮细胞群。该细胞完整保留了肾脏肾小管上皮细胞的典型形态与生理功能，无肿瘤细胞的恶性增殖特性，在肾脏生理机制解析、药物肾毒性评估、肾损伤修复研究及肾脏疾病模型构建中发挥关键作用，为肾脏相关基础研究与临床转化提供了贴近生理状态的实验载体。
一、核心生物学特性
（一）来源与组织属性关联
NRK 细胞源自大鼠肾脏皮质的肾小管区域，以近曲小管上皮细胞为主，与体内肾小管上皮细胞的组织属性高度契合。细胞保留肾小管上皮细胞的关键结构特征，如细胞膜表面存在丰富的微绒毛（刷状缘），胞质内含有发达的线粒体（为肾小管重吸收功能提供能量）与溶酶体（参与物质代谢与降解），这些结构与肾小管的 “重吸收"“分泌" 核心生理功能直接相关。同时，细胞携带正常大鼠的二倍体核型，无染色体异常，传代过程中可长期维持正常细胞的生长特性（如接触抑制、有限增殖潜能），区别于肿瘤细胞的无限增殖能力，是研究肾脏正常生理功能的理想模型。
（二）形态与生长特性
体外培养时，NRK 细胞呈典型上皮样贴壁生长，细胞形态为多边形或不规则形，胞质均匀且呈嗜酸性，细胞核大而圆形，核仁清晰（1 个为主），染色质分布均匀，分裂象较少（符合正常细胞增殖特征）。细胞间连接紧密，形成连续的单层细胞，汇合度达 90% 以上时出现明显接触抑制，生长速率显著减缓，停止增殖（这一特性是判断细胞 “正常" 属性的重要标志）。
细胞增殖能力温和，倍增时间约 48-72 小时，传代 30 代以内可维持稳定的形态与生理功能（超过 30 代后易出现细胞老化，表现为胞质颗粒增多、增殖速率下降）。接种密度以 3×10?-5×10? cells/cm2 为宜，接种后 24 小时贴壁率达 85% 以上，48 小时进入对数生长期，72-96 小时可达到 80%-90% 汇合度，需及时传代以避免细胞过度密集导致老化。
（三）分子表型与功能特征
分子层面，NRK 细胞呈现肾小管上皮细胞的典型分子特征：一是高表达肾小管上皮细胞特异性标志物，如细胞角蛋白 18（CK18，上皮细胞标志）、水通道蛋白 1（AQP1，肾小管重吸收功能相关蛋白）、钠钾 ATP 酶（Na?/K?-ATPase，维持细胞内外离子平衡），其中 AQP1 与 Na?/K?-ATPase 的表达水平直接反映细胞的重吸收功能活性，可通过 Western blot 或免疫荧光检测验证；二是具备正常的物质转运功能，可主动摄取葡萄糖、氨基酸等小分子物质（模拟体内肾小管的重吸收过程），通过放射性同位素标记法检测葡萄糖摄取率，可评估细胞功能状态；三是对肾损伤因子敏感，在损伤因子作用下会出现细胞凋亡、功能异常（如 AQP1 表达下降），模拟体内肾损伤过程，为肾毒性研究提供理想模型。
二、体外培养与操作规范
（一）基础培养体系配置
NRK 细胞对培养条件要求严格，需精准控制营养成分与环境参数以维持其正常生理功能：
培养基选择：优先使用DMEM 培养基（高糖型，含 4.5g/L 葡萄糖、1mM 丙酮酸钠），该培养基可满足细胞对能量、氨基酸的需求，其中高糖环境模拟肾脏组织的高代谢状态 —— 使用低糖 DMEM 会导致细胞增殖速率下降 40% 以上，且 AQP1 表达量显著降低；
血清与添加剂：需添加 10%-12% 胎牛血清（需筛选低内毒素、高营养活性的批次，避免血清中杂质影响细胞功能），同时加入 1% 抗菌试剂预防细菌污染；无需额外添加生长因子，细胞可通过自分泌方式维持正常增殖与功能；
培养环境：温度控制在 37℃±0.5℃，CO?浓度维持 5%±0.2%，湿度保持 95%±2%，pH 稳定在 7.2-7.4，渗透压 280-320mOsm/kg；使用普通细胞培养瓶即可，无需特殊涂层（细胞贴壁能力强），建议每 2-3 天更换一次培养基，避免代谢废物堆积影响细胞功能（如尿素、肌酐堆积会模拟肾损伤环境，导致细胞功能异常）。
（二）传代与功能维持操作
传代时机：当细胞汇合度达 80%-90% 时需及时传代（通常每 3-4 天一次），避免过度汇合导致细胞老化；传代比例按 1:2-1:3 稀释（稀释比例过低易导致细胞密度过高，过高则会延长细胞贴壁时间，影响功能恢复）。
传代步骤：
弃去旧培养基，用无菌 PBS 轻柔冲洗细胞表面 2 次（动作缓慢，避免冲刷损伤细胞表面微绒毛）；
加入含 0.02% EDTA 的消化液（按每 25cm2 培养瓶加入 1mL 消化液的比例），37℃孵育 2-3 分钟（正常细胞黏附力较强，需适当延长消化时间），显微镜下观察到细胞边缘收缩、间隙增大时，立即加入 2-3 倍体积的含营养成分的培养基终止消化；
用移液器轻轻吹打细胞表面，使细胞wan全脱落并分散为单个细胞（力度适中，避免产生气泡破坏细胞结构），收集细胞悬液离心（1000×g，5 分钟），弃上清后用新鲜培养基重悬，按预设比例接种至新培养瓶。
功能维持要点：长期传代易导致细胞功能退化（如 AQP1 表达下降、物质转运能力减弱），需每 8-10 代检测一次细胞功能（如葡萄糖摄取率、AQP1 表达），确保葡萄糖摄取率≥10nmol/mg protein/h，AQP1 阳性率≥85%；若功能下降，可在培养基中添加 5ng/mL 表皮生长因子（EGF）培养 48 小时，促进细胞功能恢复；同时避免频繁更换血清批次，每次更换后需适应培养 2-3 代，待细胞功能稳定后再用于实验。
（三）冻存与复苏要点
冻存准备：选择对数生长期、功能稳定的细胞（活力≥95%，AQP1 阳性率≥85%），确保复苏后功能不受影响；冻存液按 “10% DMSO+20% 胎牛血清 + 70% DMEM 培养基" 配制，全程在冰浴中操作，DMSO 缓慢滴加并轻柔混匀（避免 DMSO 损伤细胞线粒体，影响能量代谢功能）。
冻存流程：将细胞消化为单细胞悬液后，离心收集细胞（1000×g，5 分钟），弃上清；用预冷冻存液重悬细胞，调整浓度为 6×10?-1×10? cells/mL（高于普通细胞冻存浓度，提升复苏成功率），分装至冻存管；采用程序降温法：4℃放置 30 分钟→-20℃放置 1 小时→-80℃放置 12 小时→转入液氮长期保存。
复苏操作：从液氮取出冻存管后，立即放入 37℃水浴快速解冻（60-90 秒内wan全融化）；将细胞悬液缓慢加入 10 倍体积预热的含营养成分的培养基，轻轻混匀后离心（1000×g，5 分钟）去除 DMSO；用新鲜培养基重悬细胞，接种至培养瓶，培养 24 小时后更换培养基，复苏后 72 小时检测细胞活力与功能（如 AQP1 表达），确保功能恢复正常。
三、主要研究应用场景
（一）肾脏生理机制研究
NRK 细胞是解析肾脏正常生理功能的核心工具：
肾小管重吸收机制研究：通过检测细胞对葡萄糖、氨基酸、钠离子的摄取率，结合抑制剂实验（如用乌本苷抑制 Na?/K?-ATPase），研究肾小管重吸收的分子机制；例如，添加葡萄糖转运体抑制剂（如根皮苷）后，若细胞葡萄糖摄取率下降 70% 以上，可验证葡萄糖转运体在重吸收中的关键作用；
肾脏离子平衡调节研究：通过荧光探针（如 Fluo-3 AM）检测细胞内钙离子浓度变化，结合 Western blot 检测离子通道蛋白（如 TRPV5）的表达，研究肾脏对钙离子的排泄与重吸收调节机制，为钙代谢紊乱相关肾脏疾?。ㄈ缟鼋崾┭芯刻峁┮谰?。
（二）药物肾毒性评估
依托其对肾损伤因子的敏感性，NRK 细胞是药物肾毒性体外筛选的重要模型：
肾毒性药物筛?。航蜓∫┪铮ㄈ缈股亍⒕哂猩龆拘苑缦盏囊┪?、中药提取物）与 NRK 细胞共培养，设置不同浓度梯度，通过 CCK-8 法检测细胞活力（评估细胞毒性），流式细胞术检测细胞凋亡率，Western blot 检测 AQP1、Na?/K?-ATPase 表达（评估功能损伤）；计算药物的半数毒性浓度（TC??），筛选低肾毒性药物；
肾毒性机制研究：对具有肾毒性的药物，检测其对细胞线粒体功能（如 ATP 生成量、线粒体膜电位）、氧化应激水平（如 ROS 含量、SOD 活性）的影响，明确药物导致肾损伤的具体机制（如氧化应激损伤、线粒体功能障碍），为开发肾?；ひ┪锾峁┌械恪?/span>
（三）肾损伤修复与疾病模型研究
NRK 细胞可用于肾损伤修复机制研究与肾脏疾病模型构建：
肾损伤修复研究：构建体外肾损伤模型（如肾毒性药物诱导损伤），随后加入修复因子（如 EGF、肝细胞生长因子 HGF），观察细胞活力恢复情况、AQP1 表达变化及划痕愈合速率（评估细胞迁移能力，模拟体内修复过程），研究修复因子促进肾损伤修复的机制；
肾脏疾病模型构建：通过基因编辑技术（如 CRISPR/Cas9）敲除或过表达肾脏疾病相关基因（如多囊肾病相关基因 PKD1），构建体外疾病模型；观察细胞形态变化（如是否形成囊肿）、功能异常（如重吸收能力下降），研究疾病发生机制；同时在模型中测试候选治疗药物，评估药物对疾病表型的改善效果，为肾脏疾病治疗提供实验数据。
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