小鼠視網(wǎng)膜感光細胞系661W
一、細胞來源
661W細胞系克隆自轉(zhuǎn)基因小鼠的視網(wǎng)膜腫瘤，該小鼠在人類視錐細胞特異性啟動子——光感受器間視黃醇結(jié)合蛋白（IRBP）啟動子調(diào)控下表達猿猴病毒40（SV40）T抗原，通過永生化技術(shù)獲得穩(wěn)定細胞系[1]。該細胞系由美國俄克拉荷馬大學(xué)Muayyad R. Al-Ubaidi團隊建立[2]。
二、生物學(xué)特性
1. 細胞形態(tài)與生長特性
- 呈單層貼壁生長，具有神經(jīng)元樣梭形突起[1]。
2. 分子標(biāo)志物表達
- 視錐細胞特征：表達藍/綠視錐色素、轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白（transducin）、錐抑制蛋白（cone arrestin），不表達視桿細胞特異性標(biāo)記（如視桿視蛋白、視桿抑制蛋白）及RPE65蛋白[1]。
- 神經(jīng)節(jié)前體特性：兼具視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞（RGC）前體特性，表達RGC標(biāo)志物，可被青光眼相關(guān)optineurin突變體（E50K/M98K）選擇性誘導(dǎo)凋亡[3]。
- 節(jié)律調(diào)控功能：具有功能性晝夜節(jié)律時鐘，核心基因Bmal1調(diào)控谷胱甘肽過氧化物酶活性以響應(yīng)氧化應(yīng)激[4]。
3. 信號通路與受體
- 表達嘌呤能受體P2X7，介導(dǎo)ATP誘導(dǎo)的鈣離子內(nèi)流與細胞毒性[5]。
- 趨化因子受體CCR3在光損傷后表達上調(diào)，促進活性氧（ROS）積累及caspase-3/7激活[6]。
三、培養(yǎng)與儲存
1.培養(yǎng)方法：常規(guī)傳代采用胰酶消化，培養(yǎng)基為高糖DMEM+10% FBS+1% PS[2]。
2.分化潛能：沉默Brca1基因或抑制其轉(zhuǎn)錄因子Gata3可促進神經(jīng)元方向分化[7]。
3.儲存條件：液氮凍存（含10% DMSO的凍存液），避免反復(fù)凍融[3]。
四、研究應(yīng)用領(lǐng)域
1. 疾病機制研究
- 視網(wǎng)膜退行性疾病：用于模擬光損傷、氧化應(yīng)激（H?O?）、MNU化學(xué)損傷等誘導(dǎo)的感光細胞凋亡[8][9]。例：光暴露上調(diào)CCR3表達，促進ROS生成及caspase激活[6]；全反式視黃醛（atRAL）通過激活GSDME引發(fā)焦亡[10]。
- 青光眼模型：青光眼相關(guān)OPTN突變體（E50K/M98K）可誘導(dǎo)其凋亡，模擬RGC損傷[3]。
- 糖尿病視網(wǎng)膜病變：高糖環(huán)境模擬糖尿病狀態(tài)，用于研究Trx通路對神經(jīng)細胞保護作用[11]。
2. 藥物篩選與保護機制
藏紅花提取物（Saf）抑制P2X7受體，減輕ATP誘導(dǎo)的鈣超載及凋亡[5]。
沙苑子苷A、枸杞多糖等通過抑制ROS/NF-κB/NLRP3通路減少氧化損傷[8][9]。
Minocycline抑制小膠質(zhì)細胞活化，降低促炎因子釋放并直接抗凋亡[12]。
- 基因靶向治療：沉默Brca1或抑制Gata3促進神經(jīng)元分化[7]；恢復(fù)Bmal1表達增強抗氧化應(yīng)激能力[4]。
五、近年研究進展（2020-2025）
1.細胞命運調(diào)控：Brca1-Gata3軸被證實調(diào)控661W向神經(jīng)元分化，為再生治療提供靶點[7]。
2.晝夜節(jié)律機制：Bmal1基因缺失導(dǎo)致抗氧化酶活性喪失，重建Bmal1可恢復(fù)節(jié)律性抗氧化反應(yīng)[4]。
3.焦亡機制發(fā)現(xiàn)：atRAL通過激活GSDME/caspase-3誘導(dǎo)焦亡，揭示干性AMD新機制[10]。
4.線粒體移植：氧化應(yīng)激促進外源性線粒體內(nèi)化至661W細胞，提升細胞存活率[13]。
六、局限性與克服方法
1. 主要局限性
- 細胞身份爭議：兼具視錐細胞與RGC前體特性，單一疾病模型適用性受限[1][3]。
- 體外微環(huán)境偏差：缺乏視網(wǎng)膜三維結(jié)構(gòu)，細胞間相互作用模擬不足[2]。
- 永生化相關(guān)變異：SV40 T抗原表達可能干擾天然信號通路[1]。
2. 克服策略
- 聯(lián)合類器官技術(shù)：與視網(wǎng)膜類器官共培養(yǎng)，模擬體內(nèi)微環(huán)境[3]。
- 基因編輯優(yōu)化：CRISPR/Cas9敲除SV40 T抗原，構(gòu)建更接近原代細胞的亞系[3]。
- 多組學(xué)驗證：轉(zhuǎn)錄組/蛋白組分析確認疾病模型可靠性[4][9]。
七、總結(jié)與展望
661W細胞系作為視錐細胞與RGC前體的雙重模型，在視網(wǎng)膜退行性疾病機制研究及藥物篩選中發(fā)揮重要作用。未來需通過基因編輯優(yōu)化細胞特性，結(jié)合類器官與微流控技術(shù)構(gòu)建仿生微環(huán)境，并探索其在外源性線粒體移植、節(jié)律調(diào)控療法中的應(yīng)用潛力[3][4][13]。同時，需建立標(biāo)準(zhǔn)化鑒定流程以統(tǒng)一不同實驗室的細胞身份確認標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻
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. 楊極, 等. 視網(wǎng)膜感光細胞對仿生電場刺激的非矢量應(yīng)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]
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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. 陳思宇. 沙苑子苷A對視網(wǎng)膜變性小鼠感光細胞和小膠質(zhì)細胞的作用研究. 2025.
9. 王英, 等. 枸杞多糖通過抑制NF-κB/NLRP3通路減少視網(wǎng)膜色素變性小鼠感光細胞凋亡. 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. 硫氧還蛋白對糖尿病視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞損傷的保護作用及相關(guān)機制研究. 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]