人非小细胞肺癌细胞A549
发表时间：2025-07-17人非小细胞肺癌细胞A549
一. 细胞起源
A549细胞系于1972年从一名58岁白人男性肺腺癌患者的癌性肺组织中分离建立，属于非小细胞肺癌（NSCLC）中的肺腺癌亚型[1]。其驱动突变为 KRAS p.Gly12Ser（同源突变） ，并伴有 STK11 p.Gln37Ter（同源突变） ，TP53基因呈野生型[1]。
二. 生物学特性
1.增殖与凋亡特性：
A549细胞增殖活跃，可被多种天然化合物抑制。例如：
蟾蜍灵以剂量和时间依赖性抑制增殖（48h IC~50~=56.14 nmol/L），通过下调凋亡抑制蛋白Livin、活化Caspase-3诱导凋亡[2]。
木犀草素通过阻滞细胞周期于G2/M期（48h IC~50~=45.2 μmol/L），上调JNK磷酸化、抑制NF-κB通路促凋亡[3]。
甘草次酸诱导G0/G1期阻滞，下调Cyclin D/E-CDK复合物表达，激活内质网应激通路（PERK/Bip）[4]。
2.肿瘤干细胞特性：
在非粘附培养条件下可形成肿瘤球，高表达干细胞标志物（Oct4、Sox2、CD133），自我更新能力增强，对化疗药物耐药性显著高于贴壁细胞[5]。
肿瘤球细胞体内成瘤能力更强，可促进血管生成[5]。
3.迁移与侵袭能力：
川芎嗪可剂量依赖性抑制A549迁移和侵袭，诱导G1期阻滞和早期凋亡[6]。
猫爪草总皂苷通过下调表皮生长因子受体（EGFR）和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）表达，抑制裸鼠移植瘤生长[7]。
4.耐药性：
可通过慢性暴露于吉西他滨诱导耐药株（A549/GR），耐药机制涉及基因表达谱改变[8]。
三. 培养与储存
1.标准培养条件：使用DMEM/F12培养基（含10%胎牛血清），37℃、5% CO2环境培养[5][8]。
2.肿瘤球富集：在无血清培养基中悬浮培养，可富集癌干细胞[5]。
3.冻存方法：添加10% DMSO的冻存液液氮保存，复苏存活率>90%[8]。
四. 研究应用领域
1.药物筛选与机制研究：
天然化合物抗肿瘤：如蟾蜍灵[2]、木犀草素[3]、卡瓦胡椒素B（通过JNK/survivin通路诱导凋亡）[9]、白头翁皂苷A（增强放疗敏感性）[10]。
联合用药增效：
氯喹联合顺铂下调Mcl-1/Bcl-2蛋白，显著提升凋亡率（35.8% vs 单药）[11]。
木犀草素增敏化疗药（如Bexarotene对Hela细胞IC~50~从2 μmol/L降至0.2 μmol/L）[12]。
2.靶向治疗研究：
紫杉醇-奥曲肽耦连物靶向生长抑素受体（SSTR2/5），特异性杀伤A549细胞（72h存活率26.6%）[13]。
扶正抗癌方通过抑制Bcl-2/Mcl-1促凋亡[14]。
3.肿瘤微环境与免疫调节：
紫龙金下调VEGF表达，抑制血管生成[13]。
益气除痰方含药血清通过调控JNK和泛素-蛋白酶体途径抑制侵袭[16]。
五. 近五年研究进展（2020–2025）
1.铁死亡调控：A549细胞中铁死亡通路失调可能与肿瘤发展相关，靶向调控可成为治疗新策略[17]。
2.EGFR ex20ins突变治疗：针对EGFR外显子20插入突变，新型药物舒沃替尼（Sunvozertinib）单药ORR达78.6%，mPFS 12.4个月[18]。
3.放疗增敏剂：白头翁皂苷A通过增强G2/M期阻滞和DNA损伤（γ-H2AX表达↑），提高放射敏感性（增敏比1.17–1.28）[10]。
六. 局限性及克服方法
1.局限性：
肿瘤异质性：A549细胞系长期传代可能导致遗传漂变，且缺乏肿瘤微环境复杂性[1]。
干细胞模型争议：CD133作为肺癌干细胞标志物的特异性存疑[5]。
临床转化瓶颈：多数化合物（如蟾蜍灵IC~50~在nmol级）尚未达到临床适用浓度[2][3]。
2.克服方法：
类器官共培养：结合肿瘤相关成纤维细胞构建3D模型，模拟体内微环境[1]。
联合治疗方案：如氯喹逆转顺铂耐药[11]，天然化合物与放疗/化疗联用[10]。
新型递送系统：纳米载体包载天然化合物（如木犀草素）提高靶向性和生物利用度[3]。
七. 总结与展望
A549细胞系作为NSCLC研究的经典模型，在揭示增殖、凋亡、耐药机制及药物开发中发挥核心作用。未来研究方向包括：
1.开发针对KRAS/STK11共突变的高选择性抑制剂；
2.利用单细胞测序解析肿瘤干细胞异质性；
3.结合人工智能筛选高效低毒复合药物方案。中医药（如猫爪草皂苷、扶正抗癌方）的多靶点调控优势为联合治疗提供新思路[7][14]，而舒沃替尼等靶向药进展标志着精准医疗在肺癌领域的深化[18]。
参考文献
1. Progress towards non-small-cell lung cancer models that represent clinical evolutionary trajectories. Hynds RE, et al. Open Biol. 2021 Jan;11(1):200247.[PMID: 33435818]
2.朱志图等. 蟾蜍灵对人非小细胞肺癌A549细胞增殖与凋亡的影响. 中国肿瘤临床, 2010.
3.胡春萍等. 木犀草素诱导非小细胞肺癌细胞株A549凋亡和G2周期阻滞. 中国药理学通报, 2014.
4.朱洁. 甘草次酸通过内质网应激途径诱导非小细胞肺癌细胞G1期阻滞的作用机制研究. 中华中医药杂志, 2016.
5. Enrichment and characterization of cancer stem cells from a human non-small cell lung cancer cell line. Zhao C, et al. Oncol Rep, 2013. [PMID: 26458558]
6.牛媛等. 川芎嗪对人肺腺癌A549细胞增殖、迁移和侵袭的作用与机制. 中国肺癌杂志, 2016.
7.童晔玲等. 猫爪草总皂苷对人非小细胞肺癌A549细胞裸鼠移植瘤生长及EGFR、MMP-9表达的影响. 中华中医药学刊, 2015.
8. Isolation and characterization of gemcitabine-resistant human non-small cell lung cancer A549 cells. Ikeda R, et al. Int J Oncol, 2011. [PMID: 21206946]
9.王晶等. 卡瓦胡椒素B对人非小细胞肺癌A549细胞的抑制作用. 中国药理学通报, 2016.
10.彭超军. 白头翁皂苷A对人非小细胞肺癌A549细胞放射敏感性的影响及机制. 中华放射医学与防护杂志, 2018.
11.赵晴等. 氯喹联合顺铂对非小细胞肺癌细胞A549增殖和凋亡的影响. 中国癌症杂志, 2018.
12.王洪燕等. 木犀草素抗肿瘤细胞增殖及增敏抗肿瘤药物作用研究. 中国药学杂志, 2010.
13.孙美丽等. 紫杉醇-奥曲肽耦连药靶向治疗非小细胞肺癌[J].中国肿瘤生物治疗杂志,2007.
14.李文娟等. 扶正抗癌方通过调控Bcl-2家族蛋白促肺癌细胞凋亡. 中药新药与临床药理, 2020.
15.史东升等. 紫龙金对人非小细胞肺癌A549细胞生长及VEGF表达的影响. 中国肿瘤, 2011.
16.李佳殷. 益气除痰法治疗晚期NSCLC的生存分析及其调控JNK和UPP的机制研究. 广州中医药大学, 2013.
17. Dysregulation of ferroptosis may involve in the development of non‐small‐cell lung cancer in Xuanwei area. Li G, et al.Cancer Med, 2021. [PMID: 33497508]
18.中国临床肿瘤学会. EGFR外显子20插入突变非小细胞肺癌标准化诊疗专家共识（2024版).中华肿瘤杂志, 2024.