stringtranslate.com

Иммортализованная клеточная линия

Иммортализованная клеточная линия — это популяция клеток многоклеточного организма , которая в норме не размножается бесконечно, но из-за мутации уклоняется от нормального клеточного старения и вместо этого может продолжать деление. Таким образом, клетки можно выращивать в течение длительного периода времени in vitro . Мутации, необходимые для бессмертия, могут возникать естественным путем или быть намеренно вызваны в экспериментальных целях. Бессмертные клеточные линии — очень важный инструмент для исследования биохимии и клеточной биологии многоклеточных организмов. Иммортализованные клеточные линии также нашли применение в биотехнологии .

Иммортализованную клеточную линию 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 представляют собой нормальные клеточные линии (например, полученные из стволовых клеток). Другие иммортализованные клеточные линии являются эквивалентом раковых клеток in vitro . Рак возникает, когда соматическая клетка , которая обычно не может делиться, подвергается мутациям, которые вызывают нарушение контроля нормального клеточного цикла , что приводит к неконтролируемой пролиферации. Иммортализованные клеточные линии претерпели аналогичные мутации, что позволило типу клеток, который обычно не способен делиться, размножаться in vitro . Некоторые бессмертные клеточные линии – например, человеческие клетки HeLa – произошли от естественных видов рака. HeLa, первая бессмертная клеточная линия человека, успешно выделенная и размноженная в лаборатории, была взята у Генриетты Лакс (без информированного согласия [1] ) в 1951 году в больнице Джона Хопкинса в Балтиморе , штат Мэриленд.

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 (в том числе человека ). [2] Основным преимуществом использования бессмертной линии клеток для исследований является ее бессмертие; клетки можно выращивать в культуре бесконечно. Это упрощает анализ биологии клеток, которые в противном случае могли бы иметь ограниченное время жизни.

Иммортализованные клеточные линии также можно клонировать, создавая клональную популяцию , которую, в свою очередь, можно размножать бесконечно. Это позволяет многократно повторять анализ на генетически идентичных клетках, что желательно для повторяемых научных экспериментов. Альтернатива — проведение анализа первичных клеток от нескольких доноров тканей — не имеет этого преимущества.

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

Ограничения

Изменения небессмертного происхождения

Хотя иммортализованные клеточные линии часто происходят из хорошо известного типа ткани, они претерпели значительные мутации, чтобы стать бессмертными. Это может изменить биологию клетки и должно быть принято 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 изолятом штамма проводится эксперимент. [3]

Загрязнение другими клетками

Многие клеточные линии, которые широко используются в биомедицинских исследованиях, были заражены и заросли другими, более агрессивными клетками. 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 молочной железы. [4]

Методы генерации

Существует несколько методов создания иммортализованных клеточных линий: [5]

  1. Изоляция от естественного рака. Это оригинальный метод создания иммортализованной клеточной линии. Основным примером является человеческая линия HeLa , 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, частично дерегулирующего клеточный цикл (например, ген Е1 аденовируса типа 5 использовался для иммортализации клеточной линии HEK 293 ; вирус Эпштейна-Барра может иммортализировать В-лимфоциты путем заражения [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 иммортализованных линий В-клеток , продуцирующих антитела , где В-клетка, продуцирующая антитела, сливается с клеткой миеломы (В-клеточного рака). [9]

Примеры

Существует несколько примеров иммортализованных клеточных линий, каждая из которых обладает разными свойствами. Большинство иммортализованных клеточных линий классифицируются по типу клеток, из которого они произошли или наиболее сходны с биологическими.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Склот Р (2010). Бессмертная жизнь Генриетты Лакс. Случайный дом. ISBN 978-0-307-71253-0. OCLC  974000732 . Проверено 20 сентября 2020 г.
  2. ^ Каур Дж., Дюфур Дж. М. (январь 2012 г.). «Клеточные линии: ценные инструменты или бесполезные артефакты». Сперматогенез . 2 (1): 1–5. дои : 10.4161/spmg.19885. ПМЦ 3341241 . ПМИД  22553484. 
  3. ^ Маркс V (апрель 2014 г.). «Аутентификация сотовой связи раскрыта». Технологическая особенность. Nature Methods (статья «Коллекция Nature Reprint, особенности технологий» (ноябрь 2014 г.)). 11 (5): 483–8. дои : 10.1038/nmeth.2932 . PMID  24781320. S2CID  205422738.
  4. ^ Неймарк Дж (февраль 2015 г.). «Линия атаки». Наука . 347 (6225): 938–40. Бибкод : 2015Sci...347..938N. дои : 10.1126/science.347.6225.938 . ПМИД  25722392.
  5. ^ Максуд М.И., Матин М.М., Бахрами А.Р., Гасролдашт М.М. (октябрь 2013 г.). «Бессмертие клеточных линий: проблемы и преимущества установления». Международная клеточная биология . 37 (10): 1038–45. дои : 10.1002/cbin.10137. PMID  23723166. S2CID  14777249.
  6. ^ Склот, Ребекка. «Танец Генриетты». Журнал Джонса Хопкинса . Проверено 5 апреля 2021 г.
  7. ^ Хенле В., Генле Г. (1980). «Эпидемиологические аспекты заболеваний, связанных с вирусом Эпштейна-Барра (ВЭБ)». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 354 : 326–31. doi :10.1111/j.1749-6632.1980.tb27975.x. PMID  6261650. S2CID  30025994.
  8. ^ Боднар А.Г., Уэллетт М., Фролкис М., Холт С.Е., Чиу С.П., Морин ГБ и др. (январь 1998 г.). «Продление продолжительности жизни путем введения теломеразы в нормальные клетки человека». Наука . 279 (5349): 349–52. Бибкод : 1998Sci...279..349B. дои : 10.1126/science.279.5349.349. ПМИД  9454332.
  9. ^ Кваккенбос М.Дж., Ван Хелден П.М., Бомонт Т., Спитс Х. (март 2016 г.). «Стабильные долговременные культуры самообновляющихся В-клеток и их применение». Иммунологические обзоры . 270 (1): 65–77. дои : 10.1111/imr.12395 . ПМК 4755196 . ПМИД  26864105. 

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с иммортализованной клеточной линией .