stringtranslate.com

Увековеченная клеточная линия

Иммортализованная клеточная линия — это популяция клеток многоклеточного организма , которые обычно не размножаются бесконечно, но из-за мутации избегают нормального клеточного старения и вместо этого могут продолжать делиться. Поэтому клетки можно выращивать в течение длительных периодов in vitro . Мутации, необходимые для бессмертия, могут происходить естественным образом или быть намеренно вызваны в экспериментальных целях. Бессмертные клеточные линии являются очень важным инструментом для исследований в области биохимии и клеточной биологии многоклеточных организмов. Иммортализованные клеточные линии также нашли применение в биотехнологии .

Иммортализованную линию клеток не следует путать со стволовыми клетками , которые также могут делиться бесконечно, но являются нормальной частью развития многоклеточного организма.

Связь с естественной биологией и патологией

Существуют различные бессмертные клеточные линии. Некоторые из них являются нормальными клеточными линиями (например, полученными из стволовых клеток). Другие бессмертные клеточные линии являются эквивалентом раковых клеток in vitro . Рак возникает, когда соматическая клетка , которая обычно не может делиться, подвергается мутациям, которые вызывают дерегуляцию нормального клеточного цикла , что приводит к неконтролируемой пролиферации. Бессмертные клеточные линии претерпели аналогичные мутации, позволяя типу клеток, который обычно не может делиться, размножаться in vitro . Происхождение некоторых бессмертных клеточных линий — например, человеческих клеток HeLa — происходит от естественных раковых заболеваний. HeLa, первая бессмертная человеческая клеточная линия, которая была успешно выделена и размножена в лаборатории, была взята у Генриетты Лакс в 1951 году в больнице Джона Хопкинса в Балтиморе , штат Мэриленд. [1]

Роль и использование

Иммортализованные клеточные линии широко используются в качестве простой модели для более сложных биологических систем, например, для анализа биохимии и клеточной биологии клеток млекопитающих (включая человека ). [2] Главным преимуществом использования бессмертной клеточной линии для исследований является ее бессмертие; клетки можно выращивать в культуре неограниченное количество времени. Это упрощает анализ биологии клеток, которые в противном случае могли бы иметь ограниченный срок службы.

Иммортализованные клеточные линии также могут быть клонированы, что приводит к клонированной популяции , которая, в свою очередь, может быть размножена бесконечно. Это позволяет многократно повторять анализ на генетически идентичных клетках, что желательно для повторяемых научных экспериментов. Альтернатива, проведение анализа на первичных клетках от нескольких доноров тканей, не имеет этого преимущества.

Иммортализованные клеточные линии находят применение в биотехнологии, где они являются экономически эффективным способом выращивания клеток, подобных тем, которые находятся в многоклеточном организме in vitro . Клетки используются для самых разных целей: от тестирования токсичности соединений или лекарств до производства эукариотических белков.

Ограничения

Изменения от не бессмертного происхождения

Хотя бессмертные клеточные линии часто происходят из хорошо известного типа ткани, они претерпели значительные мутации, чтобы стать бессмертными. Это может изменить биологию клетки и должно учитываться в любом анализе. Кроме того, клеточные линии могут изменяться генетически 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-изолятом проводится эксперимент. [3]

Загрязнение другими клетками

Многие клеточные линии, которые широко используются для биомедицинских исследований, были загрязнены и переросли другие, более агрессивные клетки. Например, предполагаемые линии щитовидной железы на самом деле были клетками меланомы, предполагаемая ткань простаты на самом деле была раком мочевого пузыря, а предполагаемые нормальные культуры матки на самом деле были раком груди. [4]

Методы генерации

Существует несколько методов создания бессмертных клеточных линий: [5]

  1. Изоляция от естественно возникшей опухоли. Это оригинальный метод создания бессмертной линии клеток. Ярким примером является человеческая HeLa , линия, полученная из клеток рака шейки матки, взятых 8 февраля 1951 года у Генриетты Лакс, 31-летней афроамериканки, матери пятерых детей, которая умерла от рака 4 октября 1951 года. [6]
  2. Введение вирусного гена, который частично нарушает регуляцию клеточного цикла (например, ген E1 аденовируса типа 5 был использован для иммортализации линии клеток HEK 293 ; вирус Эпштейна-Барр может иммортализировать В-лимфоциты путем инфицирования [7] ).
  3. Искусственная экспрессия ключевых белков, необходимых для бессмертия, например, теломеразы , которая предотвращает деградацию концов хромосом во время репликации ДНК у эукариот. [8]
  4. Технология гибридом , специально используемая для создания бессмертных линий В-клеток , продуцирующих антитела , где В-клетка, продуцирующая антитела, сливается с клеткой миеломы (В-клеточный рак). [9]

Примеры

Существует несколько примеров бессмертных клеточных линий, каждая из которых имеет различные свойства. Большинство бессмертных клеточных линий классифицируются по типу клеток, из которых они произошли или которые наиболее близки биологически

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Skloot R (2010). Бессмертная жизнь Генриетты Лакс. Random House. ISBN 978-0-307-71253-0. OCLC  974000732 . Получено 20 сентября 2020 г. .
  2. ^ Каур Г, Дюфур Дж. М. (январь 2012 г.). «Клеточные линии: ценные инструменты или бесполезные артефакты». Сперматогенез . 2 (1): 1–5. doi :10.4161/spmg.19885. PMC 3341241. PMID  22553484 . 
  3. ^ Marx V (апрель 2014 г.). «Аутентификация клеточной линии демистифицирована». Technology Feature. Nature Methods (статья «Nature Reprint Collection, Technology Features» (ноябрь 2014 г.)). 11 (5): 483–8. doi : 10.1038/nmeth.2932 . PMID  24781320. S2CID  205422738.
  4. ^ Neimark J (февраль 2015 г.). «Линия атаки». Science . 347 (6225): 938–40. Bibcode :2015Sci...347..938N. doi : 10.1126/science.347.6225.938 . PMID  25722392.
  5. ^ Maqsood MI, Matin MM, Bahrami AR, Ghasroldasht MM (октябрь 2013 г.). «Бессмертие клеточных линий: проблемы и преимущества создания». Cell Biology International . 37 (10): 1038–45. doi :10.1002/cbin.10137. PMID  23723166. S2CID  14777249.
  6. ^ Склут, Ребекка. «Танец Генриетты». Журнал Джона Хопкинса . Получено 5 апреля 2021 г.
  7. ^ Хенле В., Хенле Г. (1980). «Эпидемиологические аспекты заболеваний, связанных с вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ)». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 354 : 326–31. doi :10.1111/j.1749-6632.1980.tb27975.x. PMID  6261650. S2CID  30025994.
  8. ^ Bodnar AG, Ouellette M, Frolkis M, Holt SE, Chiu CP, Morin GB и др. (январь 1998 г.). «Продление срока жизни путем введения теломеразы в нормальные клетки человека». Science . 279 (5349): 349–52. Bibcode :1998Sci...279..349B. doi :10.1126/science.279.5349.349. PMID  9454332.
  9. ^ Kwakkenbos MJ, van Helden PM, Beaumont T, Spits H (март 2016 г.). «Стабильные долгосрочные культуры самообновляющихся В-клеток и их применение». Immunological Reviews . 270 (1): 65–77. doi : 10.1111/imr.12395 . PMC 4755196 . PMID  26864105. 

Хек ами екти

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Увековеченная клеточная линия» .