Линия бессмертных клеток - Википедия - Immortalised cell line

Не путать с биологическое бессмертие.
Иммортализованная клеточная линия
HeLa-IV.jpg
Сканирующая электронная микрофотография апоптотический HeLa клетка. Zeiss Merlin HR-SEM.
Клетки HeLa, окрашенные Hoechst 33258.jpg
HeLa клетки, пример иммортализованной клеточной линии. ДИК-изображение, ДНК, окрашенная Hoechst 33258.
Идентификаторы
MeSHD002460
Анатомическая терминология

An иммортализованная клеточная линия это население клетки из многоклеточный организм которые обычно не будут распространяться бесконечно, но из-за мутация, уклонились от нормального клеточное старение и вместо этого может продолжать подвергаться разделению. Таким образом, клетки можно выращивать в течение продолжительного периода времени. in vitro. Мутации, необходимые для бессмертия, могут происходить естественным путем или быть намеренно индуцированными в экспериментальных целях. Бессмертные клеточные линии - очень важный инструмент для исследования биохимия и клеточная биология многоклеточных организмов. Бессмертные клеточные линии также нашли применение в биотехнология.

Иммортализованную клеточную линию не следует путать с стволовые клетки, которые также могут делиться бесконечно, но составляют нормальную часть развития многоклеточного организма.

Отношение к естественной биологии и патологии

Существуют различные бессмертные клеточные линии. Некоторые из них представляют собой нормальные клеточные линии (например, полученные из стволовых клеток). Другими бессмертными клеточными линиями являются in vitro эквивалент раковый клетки. Рак возникает, когда Соматическая клетка который обычно не может делиться, претерпевает мутации, вызывающие нарушение регуляции нормального клеточный цикл меры контроля, ведущие к неконтролируемому распространению. Линии иммортализованных клеток претерпели аналогичные мутации, что позволило пролиферировать типу клеток, который обычно не может делиться. in vitro. Происхождение некоторых бессмертных клеточных линий, например HeLa человеческие клетки происходят от рака естественного происхождения. HeLa, первая в истории бессмертная линия клеток человека, была взята из Генриетта Лакс (без информированного согласия[1]) в 1951 г. Больница Джона Хопкинса в Балтимор, Мэриленд.

Роль и использование

Иммортализованные клеточные линии широко используются в качестве простой модели для более сложных биологических систем, например, для анализа биохимия и клеточная биология из млекопитающее (включая человек ) клетки.[2] Основным преимуществом использования бессмертной клеточной линии для исследований является ее бессмертие; клетки можно бесконечно выращивать в культуре. Это упрощает анализ биологии клеток, которые в противном случае могли бы иметь ограниченный срок жизни.

Бессмертные клеточные линии также могут быть клонированы, давая начало клональная популяция которые, в свою очередь, могут распространяться бесконечно. Это позволяет многократно повторять анализ генетически идентичных клеток, что желательно для повторяемых научных экспериментов. Альтернатива, выполняющая анализ первичных клеток от нескольких доноров тканей, не имеет этого преимущества.

Бессмертные клеточные линии находят применение в биотехнологии, где они представляют собой рентабельный способ выращивания клеток, подобных тем, которые обнаруживаются в многоклеточном организме. in vitro. Ячейки используются для самых разных целей, от тестирования токсичность соединений или лекарств для производства эукариотических белков.

Ограничения

Изменения от не бессмертного происхождения

Хотя иммортализованные клеточные линии часто происходят из хорошо известного типа тканей, они претерпели значительные мутации, чтобы стать бессмертными. Это может изменить биологию клетки и должно приниматься во внимание при любом анализе. Кроме того, клеточные линии могут генетически изменяться в течение нескольких пассажей, что приводит к фенотипическим различиям между изолятами и потенциально различным экспериментальным результатам в зависимости от того, когда и с каким штаммом изолята проводится эксперимент.[3]

Загрязнение другими клетками

Основная статья: Список зараженных клеточных линий

Многие клеточные линии, которые широко используются для биомедицинские исследования Был загрязненный и зарос другими, более агрессивными клетками. Например, предполагаемые линии щитовидной железы на самом деле были клетками меланомы, предполагаемая ткань предстательной железы на самом деле была раком мочевого пузыря, а предполагаемые нормальные культуры матки на самом деле были раком груди.[4]

Способы генерации

Есть несколько методов создания иммортализованных клеточных линий:[5]

  1. Изоляция от рака, встречающегося в природе. Это оригинальный метод создания иммортализованной клеточной линии. Основные примеры включают человека HeLa ячеек, которые были получены из рак шейки матки, мышиные Raw 264.7 клетки, которые подвергали мутагенез а затем отбираются клетки, способные к делению.[6]
  2. Введение вирусного гена, который частично нарушает регуляцию клеточного цикла (например, ген E1 аденовируса 5 типа был использован для бессмертия HEK 293 клеточная линия; в Вирус Эпштейна-Барра может увековечить В-лимфоциты инфекцией[7]).
  3. Искусственный выражение ключевых белки требуется для бессмертия, например теломераза что предотвращает деградацию хромосома заканчивается во время репликации ДНК у эукариот. [8]
  4. Гибридомная технология, специально используется для создания увековеченных антитело -производство В клетка линии, где B-клетка, продуцирующая антитела, слита с миелома (В-клеточный рак) клетка.[9]

Примеры

Есть несколько примеров иммортализованных клеточных линий, каждая из которых обладает разными свойствами. Большинство иммортализованных клеточных линий классифицируются по типу клеток, из которого они произошли, или по биологическому сходству с ним.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Склоот Р (2010). Бессмертная жизнь Генриетты Лакс,. Случайный дом. ISBN  978-0-307-71253-0. OCLC  974000732. Получено 2020-09-20.
  2. ^ Каур Г., Дюфур Дж. М. (январь 2012 г.). «Клеточные линии: ценные инструменты или бесполезные артефакты». Сперматогенез. 2 (1): 1–5. Дои:10.4161 / spmg.19885. ЧВК  3341241. PMID  22553484.
  3. ^ Маркс V (апрель 2014 г.). «Демистификация клеточной аутентификации». Особенность технологии. Методы природы (Статья «Коллекция репринтов Nature, особенности технологии» (ноябрь 2014 г.)). 11 (5): 483–8. Дои:10.1038 / nmeth.2932. PMID  24781320. S2CID  205422738.
  4. ^ Neimark J (февраль 2015 г.). «Линия атаки». Наука. 347 (6225): 938–40. Дои:10.1126 / science.347.6225.938. PMID  25722392.
  5. ^ Максуд М.И., Матин М.М., Бахрами А.Р., Гасролдашт М.М. (октябрь 2013 г.). «Бессмертие клеточных линий: проблемы и преимущества становления». Cell Biology International. 37 (10): 1038–45. Дои:10.1002 / cbin.10137. PMID  23723166. S2CID  14777249.
  6. ^ Конг Л., Смит В., Хао Д. (май 2019 г.). «Обзор RAW264.7 для исследования остеокластогенов: фенотип и стимулы». Журнал клеточной и молекулярной медицины. 23 (5): 3077–3087. Дои:10.1111 / jcmm.14277. ЧВК  6484317. PMID  30892789.
  7. ^ Хенле В., Хенле Г. (1980). «Эпидемиологические аспекты заболеваний, ассоциированных с вирусом Эпштейна-Барра (EBV)». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 354: 326–31. Дои:10.1111 / j.1749-6632.1980.tb27975.x. PMID  6261650.
  8. ^ Bodnar AG, Ouellette M, Frolkis M, Holt SE, Chiu CP, Morin GB, et al. (Январь 1998 г.). «Увеличение продолжительности жизни путем введения теломеразы в нормальные клетки человека». Наука. 279 (5349): 349–52. Дои:10.1126 / science.279.5349.349. PMID  9454332.
  9. ^ Kwakkenbos MJ, van Helden PM, Beaumont T, Spits H (март 2016 г.). «Стабильные долговременные культуры самообновляющихся В-клеток и их применение». Иммунологические обзоры. 270 (1): 65–77. Дои:10.1111 / imr.12395. PMID  26864105.

внешняя ссылка