一叶知秋 | HL-60 细胞系的培养与编辑
2026-10-08
1. 细胞背景
HL-60 细胞系是从一名患有急性早幼粒细胞白血病的36岁白人女性外周血中分离得到的，自1977年建系以来，HL-60细胞被广泛用于髓系分化、中性粒细胞功能、粒系白血病机制以及药物诱导分化（经典 ATRA/DMSO 模型）等研究中。相对于 THP-1、U937、ML-2 等白血病细胞系，HL-60更有类似人原代早幼粒/髓系定向细胞的分化潜能（可在 DMSO、ATRA、PMA、丁酸盐等刺激下向中性粒样或单核样细胞分化）。相对于人原代中性粒细胞，HL-60更易在实验室中悬浮培养和扩增，且具有更稳定的基因背景，不存在原代细胞分化异质性问题，利于实验结果的重现。因此，HL-60 是各大实验室常用的急性早幼粒细胞白血病细胞系，是研究髓系分化与粒系炎症的理想工具。
2. 细胞描述
物种：人；
组织：外周血；
细胞形态：悬浮生长，早幼粒细胞/原粒样；
细胞倍增时间：28–48 hours；
培养条件：
完全培养基成分：IMDM + 20% FBS + 1% P/S（ATCC/DSMZ 主流方案；部分文献用 RPMI-1640+10%FBS）；
培养环境：37℃、5% CO₂；
维持密度：3×10⁵–8×10⁵ cells/mL（上限不超 1×10⁶/mL）；
传代比例：1：2~1：4；
传代频次：2~3天传代一次。
细胞形态图片
图1 HL-60 细胞 ATCC 参考正常形态图
细胞特点
HL-60 早幼粒细胞正常形态为悬浮的体积中等、透亮圆形或略不规则细胞，少数聚团成小簇，胞质可带细颗粒感。该细胞对密度敏感，密度过高或 DMSO 残留会触发自发分化（细胞变大、颗粒增多、增殖变慢），所以当培养基未明显变黄、细胞密度在 3–8×10⁵/mL 时补新鲜培养基或半换液即可。该细胞对血清要求高（主流用 20% FBS），血清质量差异可能引起聚团或分化漂移，建议选用高质量胎牛血清；IMDM 开封后注意 pH，偏碱时细胞状态下滑。
3. 常见问题
3.1 HL-60 贴壁问题
HL-60 细胞培养过程中出现少量细胞松贴壁属于正常情况，不需要担心。可以轻吹收集悬浮细胞或者丢弃贴壁部分细胞。
少量细胞贴壁属于正常情况，将细胞悬液转移至新瓶中即可。当贴壁细胞的比例高于20%，说明细胞生长环境有异常（密度过高启动分化、DMSO 未洗净、血清批差或支原体污染），需排查培养箱设置、培养基成分，以及培养器皿是否异常。
3.2 HL-60 聚团问题
少量细胞聚团，呈小簇状，属于正常现象，特别是细胞密度较低时，易出现这种情况。更换血清品牌或增大血清比例（IMDM 中可用至 20%）有助于解决聚团问题。不建议将聚团的细胞硬吹散，等待密度高时，会自己分散开；若团块发暗、死细胞多，则是分化或质量预警，需离心重悬降密度。
3.3 HL-60 复苏不起来
受到运输影响，悬浮细胞会短暂性出现形态改变的现象，如胞体偏大、颗粒增多。通过传代培养，1周左右可以恢复正常。一些细胞在运输途中死亡而产生碎片，通过传代离心可以去除。
由于 HL-60 是悬浮细胞且对 DMSO 敏感（DMSO 本身可诱导分化），更易受到冻存影响，建议加大冻存密度，5×10⁶–1×10⁷/mL 为宜，以提高复苏存活率；解冻后立即离心洗去 DMSO 再恢复培养。另外可采用无 DMSO 冻存液（咨询粒曼销售），提高复苏细胞活力并避免分化漂移。
4. HL-60细胞基因敲除示例
HL-60 是一种非整倍体/近三倍体的悬浮髓系细胞，常规的基因编辑方法（例如慢病毒法、质粒法等）在 HL-60 中阳性率很低，且质粒/IVT-sgRNA 易激活 RIG-I 及 I 型干扰素通路加重凋亡。由于 CRISPR/Cas9 RNP 易于构建、效率较高和在人细胞中毒性较低，在基因编辑应用中备受青睐。粒曼生物独特的靶向早期外显子多个 sgRNA 策略，除了可以产生与传统 NHEJ DNA 修复引起的移码突变之外，显著提高大片段的丢失，从而大幅提高基因敲除效率。
HL-60 是急性早幼粒细胞白血病细胞系，无论是病毒载体、DNA 质粒，还是体外转录 tracrRNA，传统基因编辑试剂都不可避免地在一定程度上激活细胞内的 DNA/RNA sensing 通路，从而导致细胞凋亡。粒曼生物选择用化学修饰合成的 sgRNA，降低 RIG-I 及一型干扰素通路的激活，从而最大程度上提高细胞存活率，也保证被编辑细胞的粒系分化表型不因通路激活而受到影响。通过简单的电转方式将RNP递送到细胞内，3天即可完成靶向基因编辑，3-4周拿单克隆。
以下是粒曼生物部分HL-60细胞基因敲除案例及现货细胞系（可咨询粒曼采购现货细胞系或定制HL-60敲除细胞系）
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