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原代HUVEC核心实验的代次选择与应用指南

2025.10.16

在血管生物学和再生医学研究中,人脐静脉内皮细胞(HUVEC)无疑是明星细胞模型,它们广泛应用于血管生成、药物筛选及免疫调控等领域。然而,代次选择(passage number) 往往会成为实验成败的关键变量。高代次细胞容易失去原始功能特性,导致数据偏差;低代次细胞则维持更稳定的分子表达和功能活性,确保结果可重复。研究表明,代次选择显著影响HUVEC的血管生成能力、屏障功能和细胞行为[1]。例如,EVs的血管诱导潜力随代次升高而降低[1][2],甚至影响细胞间互作模型的可重现性[3]。作为您专业的 HUVEC 供应伙伴,我们深知这些挑战,今天就带大家深入探讨HUVEC的核心实验应用、代次选择策略和实操技巧,助力您的实验效率飙升!

原代HUVEC核心实验的代次选择与应用指南(图1)


为何HUVEC代次选择至关重要?

HUVEC在体外传代过程中,会发生表型漂变:高代次细胞(如P10+)可能出现衰老迹象、基因表达失调或功能退化,影响实验可靠性;而低代次细胞(如P3-P6)保留了更强的新生血管、屏障和迁移活性,减少变异风险。权威文献指出,代次差异会显著改变EVsM2巨噬细胞基因表达的调控,甚至影响血管生成模型的稳定性[1][2]。例如,一项研究发现,Immortalized HUVEC与成纤维细胞共培养时,仅早期代次(低passage)能形成功能性微血管网络,这与Thy1表达变化相关[3]。因此,合理选择代次不仅能提升数据质量,还能节省优化时间。

接下来,我们系统解析HUVEC在七大核心实验中的应用,涵盖实验步骤、关键指标、代次建议和文献背书。所有建议均基于高分文献,确保权威性和实操性。


核心实验应用指南:从步骤到代次优化

我们聚焦于血管生成、屏障功能、细胞迁移、免疫调控等热点实验,结合简明步骤、检测指标和代次策略。文献支持包括各权威期刊引用来源,保证科学严谨性

01
血管生成与成管实验



  • 重要性:研究血管新生机制(如癌症或伤口愈合),HUVEC是金标准模型。 

  • 简单实验步骤 

    管形成实验:将HUVEC接种于Matrigel基质中(37°C, 5% CO2),4-24小时后观察毛细血管样网络形成[4][5][6]

    斑马鱼模型:在体内验证时,注入HUVEC细胞,分析播散灶数量和转移距离[7]

  • 关键指标:管长、分支点数、血管密度;分子标志如VEGFAANG-1表达水平(例如,GPX4下调抑制血管生成[8])。

  • 代次选择:推荐使用低代次(P3-P6),高代次可能导致血管形成能力下降。研究显示,EVs的血管诱导作用随代次升高而减弱,影响实验可重复性[1][2]]

02

内皮屏障功能研究



  • 重要性:评估血管通透性和药物渗透,与炎症性疾病紧密相关。

  • 简单实验步骤

    Transwell实验:将HUVEC铺于transwell膜上,加入激动剂(如bradykinin)后,检测荧光物质透过率;或用免疫荧光观察屏障完整性[9][10]

  • 关键指标:内皮间隙形成、通透性指数;分子如S1P通路信号(S1P激动剂能保护屏障功能[9])。

  • 代次选择:优选P4-P8,高代次屏障易损(如P>10时,黏附分子表达降低[11])。CU06-1004药物验证中,屏障响应随代次增加而异常[10]

03

细胞迁移与伤口愈合



  • 重要性:模拟伤口修复和癌细胞转移过程。

  • 简单实验步骤

    伤口愈合assay:在孔板中划出伤口24-48小时后显微镜观察细胞迁移距离[12][13][14]

    Transwell迁移:下室添加趋化因子,上室HUVEC迁移后染色定量[13][14]

  • 关键指标:迁移距离、伤口闭合率;迁移相关基因表达(如IL-28A通过eNOS/AKT促进迁移[13])。

  • 代次选择:建议P3-P7,高代次细胞活力和响应性降低。研究证实,IL-28A处理早期代次HUVEC时迁移显著增强,passage增加削弱此效应[13][13]

04

炎症与免疫调控



  • 重要性:探索内皮细胞在免疫应答中的作用,如动脉粥样硬化或风湿病模型。

  • 简单实验步骤

    LPS刺激实验:加入脂多糖激活HUVEC,检测炎性因子分泌;或与巨噬细胞共培养,分析极化调控[1][15][16]

  • 关键指标IL-6TNF-αM1/M2标志物水平;屏障调控分子如SOCS3表达(CM-EPS抑制炎症通路[15])。

  • 代次选择P4-P8为宜,高代次炎性响应易失敏。实验显示,低passage HUVECLPS刺激下维持稳定的M2基因表达[1]

05

代谢与氧化应激



  • 重要性:涉及铁死亡和ROS调控,应用于衰老与抗癌研究。 

  • 简单实验步骤

  • 铁死亡模型:加GPX4抑制剂(如RSL3),检测细胞死亡;或测量葡萄糖/乳酸代谢产物[8][17][15]

  • 关键指标ROS水平、铁死亡标志物(如GPX4降解);关键通路如VEGFA表达(氧化应激抑制血管生成[8][15])。

  • 代次选择:低代次P3-P6(高代次抗氧化能力下降)。GPX4下调在早期代次HUVEC中更显著影响VEGFAANG-1[8]

06

基因编辑与表观遗传



  • 重要性:用于CRISPR编辑或表观修饰研究,验证靶点机制。 

  • 简单实验步骤

    CRISPR编辑:转染sgRNA敲除基因(如EHD1ERK1/2),通过WBqPCR验证;或进行甲基化分析[18][19]

  • 关键指标:编辑效率、下游信号激活(如β2AR通路响应[18]);表观变化如甲基化谱[19]

  • 代次选择:严格使用P3-P6,高代次基因稳定性低。研究证明,代次增加导致甲基化异常,影响调控区域(如MYC motif),降低编辑可预测性[20][19]

07

药物筛选与纳米毒性



  • 重要性:评估新型纳米材料或抗血管药物安全性。

  • 简单实验步骤

    纳米颗粒测试:加入CeONPsRNPs48小时后检测细胞活性和血管形成;或用HUVEC进行高通量药物初筛[4][21][10]

  • 关键指标:细胞毒性、血管抑制率;分子标记如HIF-1α表达(氧化锌纳米颗粒抑制VEGF通路[4][21])。

  • 代次选择:优选P4-P8,确保药物响应稳定(高代次易假阴性)。实验表明,RNPs对早期代次HUVEC的血管抑制效果更可靠[4]


HUVEC代次选择的黄金法则

综合上述实验,低代次(P3-P6)是大多数研究的理想选择。早期传代细胞能维持高增殖力、屏障功能和分子表达一致性。权威文献强调,代次差异不仅影响单个实验(如血管生成能力[1]),还可能导致多实验室间数据不可复现(如MSCs血管诱导活性变异性[2])。实操中,我们建议:


01
启动实验前确认代次:使用P3-P5细胞,避免高传代积累变异。



02
规范传代流程:严格记录passage number,与团队共享标准化数据。



03
验证细胞活力:每次实验前检测增殖和凋亡率,确保代次一致性。



结语:让HUVEC助力您的科研突破

HUVEC的精准应用,离不开科学的代次管理。通过本文的技术参考,您可以高效规划血管生成、药物筛选等实验,规避变异风险。代次选择不只是一种规范,更是提升数据可信度和创新性的关键!如果您想探索优化实验方案,欢迎随时交流——我们致力于提供高质量、批次稳定的细胞资源,助您在医学研究中乘风破浪!

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HUVEC:血管研究的黄金模型
参考文献

1.Liu, Yuan et al. “Mesenchymal stromal/stem cell tissue source and in vitro expansion impact extracellular vesicle protein and miRNA compositions as well as angiogenic and immunomodulatory capacities.” Journal of extracellular vesicles vol. 13,8 (2024): e12472. doi:10.1002/jev2.12472

2.Lam, Johnny et al. “A microphysiological system-based potency bioassay for the functional quality assessment of mesenchymal stromal cells targeting vasculogenesis.” Biomaterials vol. 290 (2022): 121826. doi:10.1016/j.biomaterials.2022.121826

3.Wan, Zhengpeng et al. “A robust vasculogenic microfluidic model using human immortalized endothelial cells and Thy1 positive fibroblasts.” Biomaterials vol. 276 (2021): 121032. doi:10.1016/j.biomaterials.2021.121032

4.Shashni, Babita et al. “Management of tumor growth and angiogenesis in triple-negative breast cancer by using redox nanoparticles.” Biomaterials vol. 269 (2021): 120645. doi:10.1016/j.biomaterials.2020.120645

5.Li, Qian et al. “Oligohistidine and targeting peptide functionalized TAT-NLS for enhancing cellular uptake and promoting angiogenesis in vivo.” Journal of nanobiotechnology vol. 16,1 29. 26 Mar. 2018, doi:10.1186/s12951-018-0358-x

6.Li, Xiaoqun et al. “Hypoxia preconditioning of adipose stem cell-derived exosomes loaded in gelatin methacryloyl (GelMA) promote type H angiogenesis and osteoporotic fracture repair.” Journal of nanobiotechnology vol. 22,1 112. 15 Mar. 2024, doi:10.1186/s12951-024-02342-6

7.Zhang, Qi et al. “ACE2 inhibits breast cancer angiogenesis via suppressing the VEGFa/VEGFR2/ERK pathway.” Journal of experimental & clinical cancer research : CR vol. 38,1 173. 25 Apr. 2019, doi:10.1186/s13046-019-1156-5

8.Zhang, Ying et al. “BaP/BPDE suppressed endothelial cell angiogenesis to induce miscarriage by promoting MARCHF1/GPX4-mediated ferroptosis.” Environment international vol. 180 (2023): 108237. doi:10.1016/j.envint.2023.108237

9.Burg, Nathalie et al. “Sphingosine 1-Phosphate Receptor 1 Signaling Maintains Endothelial Cell Barrier Function and Protects Against Immune Complex-Induced Vascular Injury.” Arthritis & rheumatology (Hoboken, N.J.) vol. 70,11 (2018): 1879-1889. doi:10.1002/art.40558

10.Lee, Sunghye et al. “CU06-1004 alleviates vascular hyperpermeability in a murine model of hereditary angioedema by protecting the endothelium.” Allergy vol. 78,5 (2023): 1333-1346. doi:10.1111/all.15674

11.Long, Dongping et al. “A single-cell analysis platform for electrochemiluminescent detection of platelets adhesion to endothelial cells based on Au@DL-ZnCQDs nanoprobes.” Biosensors & bioelectronics vol. 102 (2018): 553-559. doi:10.1016/j.bios.2017.11.058

12.Cheng, Hao-Wei et al. “Cancer cells increase endothelial cell tube formation and survival by activating the PI3K/Akt signalling pathway.” Journal of experimental & clinical cancer research : CR vol. 36,1 27. 7 Feb. 2017, doi:10.1186/s13046-017-0495-3

13.Song, Jun-Hui et al. “IL-28A/IL-10Rβ axis promotes angiogenesis via eNOS/AKT signaling and AP-1/NF-κB/MMP-2 network by regulating HSP70-1 expression.” Journal of advanced research, S2090-1232(24)00356-4. 9 Aug. 2024, doi:10.1016/j.jare.2024.08.013

14.Mi, Bobin et al. “Saliva exosomes-derived UBE2O mRNA promotes angiogenesis in cutaneous wounds by targeting SMAD6.” Journal of nanobiotechnology vol. 18,1 68. 6 May. 2020, doi:10.1186/s12951-020-00624-3

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