小鼠视网膜感光细胞系661W

小鼠视网膜感光细胞系661W

一、细胞来源

661W细胞系克隆自转基因小鼠的视网膜肿瘤，该小鼠在人类视锥细胞特异性启动子——光感受器间视黄醇结合蛋白（IRBP）启动子调控下表达猿猴病毒40（SV40）T抗原，通过永生化技术获得稳定细胞系[1]。该细胞系由美国俄克拉荷马大学Muayyad R. Al-Ubaidi团队建立[2]。

二、生物学特性

1. 细胞形态与生长特性

• 呈单层贴壁生长，具有神经元样梭形突起[1]。

2. 分子标志物表达

• 视锥细胞特征：表达蓝/绿视锥色素、转导蛋白（transducin）、锥抑制蛋白（cone arrestin），不表达视杆细胞特异性标记（如视杆视蛋白、视杆抑制蛋白）及RPE65蛋白[1]。

• 神经节前体特性：兼具视网膜神经节细胞（RGC）前体特性，表达RGC标志物，可被青光眼相关optineurin突变体（E50K/M98K）选择性诱导凋亡[3]。

• 节律调控功能：具有功能性昼夜节律时钟，核心基因Bmal1调控谷胱甘肽过氧化物酶活性以响应氧化应激[4]。

3. 信号通路与受体

• 表达嘌呤能受体P2X7，介导ATP诱导的钙离子内流与细胞毒性[5]。

• 趋化因子受体CCR3在光损伤后表达上调，促进活性氧（ROS）积累及caspase-3/7激活[6]。

三、培养与储存

1.培养方法：常规传代采用胰酶消化，培养基为高糖DMEM+10% FBS+1% PS[2]。

2.分化潜能：沉默Brca1基因或抑制其转录因子Gata3可促进神经元方向分化[7]。

3.储存条件：液氮冻存（含10% DMSO的冻存液），避免反复冻融[3]。

四、研究应用领域

1. 疾病机制研究

• 视网膜退行性疾病：用于模拟光损伤、氧化应激（H?O?）、MNU化学损伤等诱导的感光细胞凋亡[8][9]。例：光暴露上调CCR3表达，促进ROS生成及caspase激活[6]；全反式视黄醛（atRAL）通过激活GSDME引发焦亡[10]。

• 青光眼模型：青光眼相关OPTN突变体（E50K/M98K）可诱导其凋亡，模拟RGC损伤[3]。

• 糖尿病视网膜病变：高糖环境模拟糖尿病状态，用于研究Trx通路对神经细胞保护作用[11]。

2. 药物筛选与保护机制

• 天然化合物保护剂：

   藏红花提取物（Saf）抑制P2X7受体，减轻ATP诱导的钙超载及凋亡[5]。

  沙苑子苷A、枸杞多糖等通过抑制ROS/NF-κB/NLRP3通路减少氧化损伤[8][9]。

            Minocycline抑制小胶质细胞活化，降低促炎因子释放并直接抗凋亡[12]。

• 基因靶向治疗：沉默Brca1或抑制Gata3促进神经元分化[7]；恢复Bmal1表达增强抗氧化应激能力[4]。

五、近年研究进展（2020-2025）

1.细胞命运调控：Brca1-Gata3轴被证实调控661W向神经元分化，为再生治疗提供靶点[7]。

2.昼夜节律机制：Bmal1基因缺失导致抗氧化酶活性丧失，重建Bmal1可恢复节律性抗氧化反应[4]。

3.焦亡机制发现：atRAL通过激活GSDME/caspase-3诱导焦亡，揭示干性AMD新机制[10]。

4.线粒体移植：氧化应激促进外源性线粒体内化至661W细胞，提升细胞存活率[13]。

六、局限性与克服方法

1. 主要局限性

• 细胞身份争议：兼具视锥细胞与RGC前体特性，单一疾病模型适用性受限[1][3]。

• 体外微环境偏差：缺乏视网膜三维结构，细胞间相互作用模拟不足[2]。

• 永生化相关变异：SV40 T抗原表达可能干扰天然信号通路[1]。

2. 克服策略

• 联合类器官技术：与视网膜类器官共培养，模拟体内微环境[3]。

• 基因编辑优化：CRISPR/Cas9敲除SV40 T抗原，构建更接近原代细胞的亚系[3]。

• 多组学验证：转录组/蛋白组分析确认疾病模型可靠性[4][9]。

七、总结与展望

661W细胞系作为视锥细胞与RGC前体的双重模型，在视网膜退行性疾病机制研究及药物筛选中发挥重要作用。未来需通过基因编辑优化细胞特性，结合类器官与微流控技术构建仿生微环境，并探索其在外源性线粒体移植、节律调控疗法中的应用潜力[3][4][13]。同时，需建立标准化鉴定流程以统一不同实验室的细胞身份确认标准。

参考文献

1. Expression of cone-photoreceptor-specific antigens in a cell line derived from retinal tumors in transgenic mice. Tan E, et al. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2004;45(3):764-762. [PMID: 14985278]

2. 杨极, 等. 视网膜感光细胞对仿生电场刺激的非矢量应答. 20110.

3. 661W is a retinal ganglion precursor-like cell line in which glaucoma-associated optineurin mutants induce cell death selectively. Sayyad Z, et al. Sci Rep. 2017;7(1):16857. [PMID: 29203823]

4. The circadian clock mediates the response to oxidative stress in a cone photoreceptor?like (661W) cell line via regulation of glutathione peroxidase activity. Baba K, et al. FASEB J. 2022;36(9):e22519. [PMID: 35986954]

5. Saffron reduces ATP-induced retinal cytotoxicity by targeting P2X7 receptors. Corso L, et al. Front Pharmacol. 2016;7:9. [PMID: 26834618]

6. CCR3 is associated with the death of a photoreceptor cell-line induced by light exposure. Kuse Y, et al. Sci Rep. 2017;7:463. [PMID: 28421019]

7. Brca1 Is Regulated by the Transcription Factor Gata3, and Its Silencing Promotes Neural Differentiation in Retinal Neurons. Zhuang J, et al. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2022;63(12):28. [PMID: 36326731]

8. 陈思宇. 沙苑子苷A对视网膜变性小鼠感光细胞和小胶质细胞的作用研究. 2025.

9. 王英, 等. 枸杞多糖通过抑制NF-κB/NLRP3通路减少视网膜色素变性小鼠感光细胞凋亡. Int J Ophthalmol. 2023;16(9):1393-14010.

10. Gasdermin E mediates photoreceptor damage by all-trans-retinal in the mouse retina. Cai B, et al. Cell Death Dis. 2021;12(12):1106. [PMID: 34873171]

11.任翔. 硫氧还蛋白对糖尿病视网膜神经细胞损伤的保护作用及相关机制研究. 2017.

12. Minocycline counter-regulates pro-inflammatory microglia responses in the retina and protects from degeneration. Scholz R, et al. J Neuroinflammation. 2015;12:204. [PMID: 26581440]

13. Oxidative stress facilitates exogenous mitochondria internalization and survival in retinal ganglion precursor-like cells. Aharoni-Simon M, et al. Cells. 2022;11(7):1120. [PMID: 35332025]