32.3: 细胞系

Cell Lines
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Cell Biology
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April 30, 2023

Overview

细胞系是在体外生长的细胞群,可以传代培养数代。正常细胞在一定数量的细胞分裂后停止分裂,这一过程称为复制性衰老。这个数字称为 Hayflick 极限,由 Leonard Hayflick 于 1961 年概念化,当时他观察到在培养物中生长的胎儿细胞只能分裂 40-60 次。这个限制是由于每轮细胞分裂期间端粒缩短,从而阻止了超过端粒长度不足的细胞分裂。端粒酶的过表达可防止端粒缩短,是产生永生细胞系的方法之一。

细胞系类型

直接从动物组织获得的原代细胞系保留了其来源细胞的近似基因型和表型特征。例如,人肺细胞系 BEAS2B 和视网膜细胞系 RPE1 的染色体数量接近正常值 46 条。相比之下,从癌细胞获得的细胞系可以无限增殖,称为转化细胞系。这些细胞系显示出额外的属性,如锚定独立性和缺乏接触抑制。转化的细胞系通常也具有染色体数量的变化。例如,SW480 和 A549 细胞系分别可以有多达 56 和 66 条染色体。

验证细胞系

细胞系在实验室中容易出现基因组不稳定和交叉污染。因此,必须定期验证它们。光谱核型分析等技术有助于识别数字和结构染色体畸变并检测交叉污染。细胞系也可以通过 STR 分析在分子水平上进行验证,STR 分析是一种用于分析 DNA 中每个细胞系独有的短串联重复序列 (STR) 数量的方法。

Transcript

直接从正常组织样品中获得的原代细胞培养物只能分裂有限的次数。

为了逃避这个问题,科学家们通过化学或基因纵细胞来创造细胞系——可以无限增殖的永生化细胞。

细胞系也可以直接从癌细胞繁殖。

除了永生之外,这种细胞系还具有更高的生长速率,即使被其他细胞包围或未附着在固体表面,也可以继续生长。

原代细胞系可以在癌症相关基因中获得自发突变,或者故意暴露于诱导癌症的病毒或化学物质,从而产生癌细胞系。

随着时间的推移,细胞系会发生表型和遗传变化。它们在实验室中也容易受到交叉污染。

尽管存在局限性,但它们易于处理且具有成本效益,并绕过了与动物研究相关的许多伦理问题。

因此,实验室通常使用细胞系来模拟疾病、测试药物以及大规模生产抗体和疫苗。

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