上皮細(xì)胞（Epithelial Cells）作為覆蓋體表或襯于體腔、器官腔道表面的極性細(xì)胞群體，在構(gòu)建機(jī)體屏障、防御機(jī)制、物質(zhì)交換與免疫調(diào)控等方面扮演著關(guān)鍵角色。其分布、功能與結(jié)構(gòu)的多樣性，使其在基礎(chǔ)研究、疾病模型建立和藥物篩選中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

本期普諾賽細(xì)胞學(xué)堂將為您介紹上皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能、分離培養(yǎng)步驟及注意事項(xiàng)，幫助您快速了解上皮細(xì)胞，順利展開相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

01  上皮細(xì)胞功能的多元化

物理屏障與保護(hù)功能

通過(guò)緊密連接構(gòu)建細(xì)胞間無(wú)縫閉合結(jié)構(gòu)，有效阻隔外界微生物、化學(xué)刺激及防止機(jī)體水分流失，典型的如皮膚角化上皮。

物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與分泌功能

特化的上皮細(xì)胞具有微絨毛結(jié)構(gòu)以增加吸收面積（如腸道上皮），或具有腺樣分泌功能（如汗腺、消化腺上皮），承擔(dān)分泌任務(wù)與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、離子、氣體的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。

免疫調(diào)節(jié)與信息傳遞

上皮細(xì)胞可表達(dá)多種免疫相關(guān)分子（如MHC I/II、TLR等），分泌細(xì)胞因子（如TSLP、IL-33），并直接參與先天免疫應(yīng)答，是黏膜免疫防御的重要前哨。

02  上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的模塊化

極性結(jié)構(gòu)顯著

上皮細(xì)胞具有明確的頂端-基底極性：頂端域參與物質(zhì)攝取或分泌，基底域附著于基底膜，執(zhí)行信號(hào)感應(yīng)與結(jié)構(gòu)支撐的功能。

細(xì)胞連接復(fù)合體完善

包括：

緊密連接（Tight Junction）：密封細(xì)胞間隙，限制旁路擴(kuò)散；

粘附連接和橋粘連（Adherens Junctions & Desmosomes）：提供機(jī)械支持；

縫隙連接（Gap Junction）：實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間信號(hào)傳遞。

基底膜附著

上皮細(xì)胞通過(guò)半橋粒（Hemidesmosomes）與基底膜連接，后者富含IV型膠原與層粘連蛋白，介導(dǎo)細(xì)胞-基質(zhì)間的黏附、營(yíng)養(yǎng)交換與信號(hào)調(diào)控。

03  上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的模塊化

腫瘤發(fā)生與轉(zhuǎn)移模型構(gòu)建

上皮細(xì)胞是多種實(shí)體瘤的起源細(xì)胞（如乳腺癌、肺腺癌、結(jié)直腸癌）。研究其在增殖失控、細(xì)胞極性喪失、基底膜破壞及上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）等過(guò)程中的行為，有助于構(gòu)建體外腫瘤模型，解析腫瘤發(fā)生、侵襲與轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制。

黏膜免疫與病原體感染研究

氣道、消化道和泌尿生殖道的上皮細(xì)胞不僅構(gòu)成黏膜屏障，還參與免疫識(shí)別與炎癥響應(yīng)。它們可表達(dá)Toll樣受體（TLRs）、MHC分子，并分泌TSLP、IL-33等炎性因子，廣泛用于研究病毒（如SARS-CoV-2）、細(xì)菌或真菌感染的宿主防御機(jī)制。

藥物透皮滲透與屏障功能評(píng)價(jià)

皮膚、腸道和肺泡上皮細(xì)胞可用于建立體外屏障模型，模擬天然屏障環(huán)境，廣泛用于藥物滲透性評(píng)估、藥物遞送系統(tǒng)優(yōu)化和毒性檢測(cè)等研究。

干細(xì)胞定向誘導(dǎo)與器官類器官構(gòu)建

在組織工程與再生醫(yī)學(xué)中，干細(xì)胞向功能性上皮細(xì)胞的定向分化是構(gòu)建皮膚、腸道、肺等類器官的關(guān)鍵步驟。上皮細(xì)胞研究為開發(fā)精準(zhǔn)誘導(dǎo)體系、優(yōu)化類器官結(jié)構(gòu)及功能提供理論依據(jù)和實(shí)踐支持。

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上皮細(xì)胞的分離提取與培養(yǎng)

以分離培養(yǎng)SD大鼠腎小管上皮細(xì)胞為例，操作步驟如下：

材料準(zhǔn)備

SD大鼠（4-6周齡）2-3只、PBS、膠原酶Ⅰ、上皮細(xì)胞專用培養(yǎng)基、鼠尾膠原蛋白預(yù)包被培養(yǎng)皿、細(xì)胞篩（80目、150目）、離心管等。

動(dòng)物處理與腎組織獲取

斷頸處死大鼠，75%乙醇浸泡5 min后移入超凈臺(tái)。剪開腹腔取出完整腎臟，置于含PBS的玻璃皿中。

腎皮質(zhì)組織分離

剝除腎包膜后，從腎正中縱切，可見皮質(zhì)與髓質(zhì)界限明顯。用顯微剪剪取腎皮質(zhì)組織。

組織剪碎與初步過(guò)濾

將腎皮質(zhì)組織剪成約1 mm3小塊，放于80目細(xì)胞篩上，使用注射器柱塞輕輕研磨，并用PBS沖洗，收集濾液。

進(jìn)一步篩選腎小管組織

濾液依次通過(guò)80目與150目篩網(wǎng)，腎小管結(jié)構(gòu)多聚集于150目篩網(wǎng)表面（如圖1）。

腎小管收集與消化

反轉(zhuǎn)150目篩，用含2% FBS的PBS沖洗腎小管組織，收集濾液，1200 rpm離心5 min后，加入0.1%膠原酶Ⅰ，在37℃水浴中消化15-30 min。

終止消化與細(xì)胞重懸

加入PBS稀釋終止消化，輕柔吹打至液體混濁，再次離心并用PBS洗滌一次。

接種與培養(yǎng)

用預(yù)熱的上皮細(xì)胞專用培養(yǎng)基重懸細(xì)胞沉淀，接種于預(yù)先用鼠尾膠原蛋白包被的培養(yǎng)皿。培養(yǎng)24-48 h后觀察細(xì)胞貼壁情況，換液后可見典型“鋪路石”樣上皮細(xì)胞形態(tài)（如圖2）。

圖1. 顯微鏡下觀察腎小管形態(tài)

圖2. “鋪路石”樣上皮細(xì)胞

注意事項(xiàng)

動(dòng)物年齡影響組織結(jié)構(gòu)

不同齡期大鼠的腎臟大小及腎小管發(fā)育程度不同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的細(xì)胞篩孔徑（如100目、200目）以提高目標(biāo)結(jié)構(gòu)的分離純度。

貼壁速度較慢

腎小管段細(xì)胞貼壁通常較慢，需耐心培養(yǎng)48 h左右。建議使用鼠尾膠原蛋白對(duì)培養(yǎng)皿進(jìn)行包被，可顯著提升細(xì)胞貼壁率及初期存活率。

營(yíng)養(yǎng)條件要求特殊

腎小管上皮細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)基要求較高，由于常規(guī)培養(yǎng)基難以滿足其生長(zhǎng)需求，建議采用含有特定生長(zhǎng)因子的上皮細(xì)胞專用培養(yǎng)基，以確保細(xì)胞形態(tài)的穩(wěn)定性及功能的正常表達(dá)。

以上是關(guān)于上皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能、分離培養(yǎng)步驟及注意事項(xiàng)的解析。為幫助大家更好地開展相關(guān)研究，普諾賽?提供了原代上皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞完全培養(yǎng)基EpiCM以及原代細(xì)胞通用完全培養(yǎng)基，一站式培養(yǎng)細(xì)胞，助您科研無(wú)憂！更多細(xì)胞培養(yǎng)干貨，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注細(xì)胞學(xué)堂專欄~

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圖3. 細(xì)胞形態(tài)觀察（A-B）；CK18免疫熒光染色（C-D）；大鼠腎小管上皮細(xì)胞生長(zhǎng)曲線（E）

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