人前列腺癌细胞PC-3 | EnkiLife小课堂

一. 细胞来源

PC-3细胞系于1979年从一名62岁白人男性前列腺腺癌的骨转移灶中分离建立[1]。

二. 生物学特性

1.形态与超微结构

上皮细胞形态，电镜显示大量微绒毛、异常线粒体、核膜内褶及脂质体，符合低分化腺癌特征[1]。属于低分化前列腺腺癌（Gleason评分高），具有高度侵袭性和转移潜能[1][2]。

2.生长特性

锚定非依赖性生长：可在软琼脂中形成集落，具备体外成瘤能力[1]。

低血清依赖性：比正常前列腺上皮细胞更少依赖血清生长[1]。

3.分子特征

激素非依赖性：不响应雄激素、糖皮质激素或表皮/成纤维细胞生长因子[1]。

遗传畸变：非整倍体核型（亚三倍体，模态染色体数64-68），含≥10种标志染色体[1][3]。

关键通路：CXCL5过表达通过自分泌/旁分泌途径上调BAX、NDRG3、CXCR2，抑制ERK，促进恶性表型[4]。

4.肿瘤标志物

PSA阴性、AR蛋白阴性[5][6]，保留AR核心调控因子但无功能响应。

三. 培养与储存

1.培养基：常规使用DMEM/F12添加胎牛血清（10%），可形成球状体（Spheroids）模拟肿瘤微环境[7]。

2.冻存条件：液氮保存（-196°C）于含10% DMSO的冻存液中，复苏存活率>90%[8]。

四. 研究应用领域

1.药物筛选平台：广泛用于天然化合物（如茶多酚、植物提取物）及纳米药物的抗癌机制研究[9][10][11]。

2.转移机制模型：研究骨转移、上皮-间质转化（EMT）及CXCL5/CXCR2信号轴的作用[4][8]。

3.癌症干细胞研究：通过球状体培养富集干细胞亚群，鉴定PLAC-1等干细胞标志物[7]。

五. 近年研究进展（2018–2024）

1.天然化合物治疗：

Phyllanthus muellerianus 和 Ficus exasperata 提取物通过激活Fas/FasL及线粒体途径诱导凋亡[10]。

EGCG（表没食子儿茶素没食子酸酯）与锌/镉离子协同增强细胞毒性，机制涉及67LR受体上调和膜结构破坏[11][12][13]。

2.纳米技术应用：茶源性金纳米颗粒（T-AuNPs）对PC-3表现出剂量依赖性细胞毒性[9]。

3.干细胞靶向：2024年研究发现PC-3来源的癌症干细胞高表达PLAC-1，为靶向治疗提供新靶点[7]。

六. 局限性与克服方法

1.局限性：

缺乏AR通路响应，无法模拟激素敏感性前列腺癌[6]。

遗传异质性高，长期传代可能导致特性漂移[8]。

2.克服策略：

联合使用其他细胞系（如LNCaP、22Rv1）互补研究[4][2]。

采用类器官或3D培养模拟体内微环境[7]。

七. 总结与展望

PC-3细胞系作为激素非依赖性前列腺癌研究的核心模型，在揭示转移机制、药物开发及干细胞研究中发挥不可替代的作用。未来需结合单细胞测序、 CRISPR-Cas9 基因编辑等技术，深入解析其异质性；同时开发人源化小鼠模型，提升临床转化价值[2][8][14]。

参考文献

1. Establishment and characterization of a human prostatic carcinoma cell line (PC-3). Kaighn ME, et al. Invest Urol. 1979;17(1):16-22. [PMID: 111023]

2. In vitro and in vivo model systems used in prostate cancer research. Cunningham D, et al. Am J Clin Exp Urol. 2015;3(1):1-10. [PMID: 26110158]

3. Synthesis, structural characterization, and preliminary biological characterization of organotin polyethers derived from hydroquinone and substituted hydroquinones. Barot G, et al. J Inorg Organomet Polym Mater. 2009;19(1):94-1010.

4. High C-X-C motif chemokine 5 expression is associated with malignant phenotypes of prostate cancer cells via autocrine and paracrine pathways. Qi Y, et al. Int J Oncol. 2018;53(1):359-370. [PMID: 29749452]

5. A new human prostate carcinoma cell line, 22Rv1. Sramkoski RM, et al. In Vitro Cell Dev Biol Anim. 1999;35(7):403-402. [PMID: 10462210]

6. The diverse and contrasting effects of using human prostate cancer cell lines to study androgen receptor roles in prostate cancer. Yu SQ, et al. Asian J Androl. 2009;11(1):39-46. [PMID: 19050691]

7. Identification of placenta-specific protein 1 (PLAC-1) expression on human PC-3 cell line-derived prostate cancer stem cells compared to the tumor parental cells. Farhangnia P, et al. Sci Rep. 2024;14(1):11677. [PMID: 38849421]

8. The current state of preclinical prostate cancer animal models. Pienta KJ, et al. Prostate. 2008;68(6):629-639. [PMID: 182136310]

9. Green nanotechnology from tea: Phytochemicals in tea as building blocks for production of biocompatible gold nanoparticles. Nune SK, et al. J Mater Chem. 2009;19(19):2912-2920. [PMID: 19399194]

10.  Phyllanthus muellerianus and Ficus exasperata exhibit anti-proliferative and pro-apoptotic activities in human prostate cancer PC-3 cells by modulating calcium influx and activating caspases. Defo Deeh PB, et al. Sci Rep. 2021;11(1):24135. [PMID: 34921166]

11. 陈勋. 儿茶素与锌离子相互作用对前列腺癌细胞PC-3生长的影响. 茶叶科学. 2006;26(2):121-124.

12. Stone KR, Mickey DD, Wunderli H, et al. Isolation of a human prostate carcinoma cell line (DU 145). Int J Cancer. 1978;21(3):274-281. [PMID: 631930]

13. 张岚翠. 67LR介导的EGCG，YIGSR对前列腺癌细胞PC-3细胞毒性的影响及其分子机制. 中国药理学通报. 2009;25(4):521-528.

14. 孙世利. EGCG与锌、镉离子相互作用及其在前列腺癌细胞PC-3中的生物学行为. 食品科学. 2008;29(4):372-377.

15. Identification of a cell of origin for human prostate cancer. Goldstein AS, et al. Science. 2010;329(5991):568-571. [PMID: 20671182]