Imortalizovaná buněčná linie - Immortalised cell line - Wikipedia

Nesmí být zaměňována s biologická nesmrtelnost.
Imortalizovaná buněčná linie
HeLa-IV.jpg
Skenovací elektronový mikrofotografie z apoptotický HeLa buňka. Zeiss Merlin HR-SEM.
Buňky HeLa obarvené Hoechst 33258.jpg
HeLa buňky, příklad imortalizované buněčné linie. DIC obrázek, DNA obarvená Hoechst 33258.
Identifikátory
PletivoD002460
Anatomická terminologie

An imortalizovaná buněčná linie je populace buňky od a mnohobuněčný organismus který by se za normálních okolností neomezoval neomezeně dlouho, ale kvůli mutace, se vyhnuli normálu buněčná stárnutí a místo toho může stále procházet rozdělením. Buňky proto mohou růst po delší dobu in vitro. Mutace požadované pro nesmrtelnost se mohou vyskytovat přirozeně nebo mohou být záměrně indukovány pro experimentální účely. Nesmrtelné buněčné linie jsou velmi důležitým nástrojem pro výzkum biochemie a buněčná biologie mnohobuněčných organismů. Immortalizované buněčné linie také našly použití v biotechnologie.

Nesmí být zaměňována s nesmrtelnou buněčnou linií kmenové buňky, které se také mohou rozdělit na neurčito, ale tvoří běžnou součást vývoje mnohobuněčného organismu.

Vztah k přírodní biologii a patologii

Existují různé nesmrtelné buněčné linie. Některé z nich jsou normální buněčné linie (např. Odvozené z kmenových buněk). Jiné imortalizované buněčné linie jsou in vitro ekvivalent rakovinný buňky. Rakovina nastává, když a somatická buňka které normálně nelze rozdělit, prochází mutacemi, které způsobují deregulaci normálu buněčný cyklus kontroly vedoucí k nekontrolovanému šíření. Imortalizované buněčné linie prošly podobnými mutacemi, které umožňují proliferaci buněčného typu, který by za normálních okolností nebyl schopen dělení in vitro. Například původ některých nesmrtelných buněčných linií HeLa lidské buňky pocházejí z přirozeně se vyskytujících rakovin. HeLa, vůbec první nesmrtelná lidská buněčná linie, byla odebrána Henrietta chybí (bez informovaného souhlasu[1]) v roce 1951 v Nemocnice Johna Hopkinse v Baltimore, Maryland.

Role a použití

Imortalizované buněčné linie jsou široce používány jako jednoduchý model pro složitější biologické systémy, například pro analýzu biochemie a buněčná biologie z savčí (počítaje v to člověk ) buňky.[2] Hlavní výhodou použití nesmrtelné buněčné linie pro výzkum je její nesmrtelnost; buňky mohou být pěstovány v kultuře neomezeně dlouho. To zjednodušuje analýzu biologie buněk, které by jinak mohly mít omezenou životnost.

Imortalizované buněčné linie mohou být také klonovány za vzniku a klonální populace které se zase mohou šířit neurčitě. To umožňuje opakovat analýzu mnohokrát na geneticky identických buňkách, což je žádoucí pro opakovatelné vědecké experimenty. Alternativa, provádějící analýzu primárních buněk od více dárců tkáně, tuto výhodu nemá.

Imortalizované buněčné linie nacházejí uplatnění v biotechnologiích, kde představují nákladově efektivní způsob pěstování buněk podobný těm, které se nacházejí v mnohobuněčném organismu in vitro. Buňky se používají k nejrůznějším účelům, od testování toxicita sloučenin nebo léčiv k produkci eukaryotických proteinů.

Omezení

Změny od nesmrtelného původu

Zatímco imortalizované buněčné linie často pocházejí ze známého typu tkáně, podstoupily významné mutace, aby se staly nesmrtelnými. To může změnit biologii buňky a musí být vzato v úvahu při jakékoli analýze. Dále se buněčné linie mohou geneticky měnit v průběhu několika pasáží, což vede k fenotypovým rozdílům mezi izoláty a potenciálně odlišným experimentálním výsledkům v závislosti na tom, kdy a s jakým kmenem se izolát provádí.[3]

Kontaminace jinými buňkami

Hlavní článek: Seznam kontaminovaných buněčných linií

Mnoho buněčných linií, které jsou široce používány pro biomedicínský výzkum byla kontaminovaný a zarostlé jinými, agresivnějšími buňkami. Například předpokládané linie štítné žlázy byly ve skutečnosti buňky melanomu, předpokládaná tkáň prostaty byla ve skutečnosti rakovina močového měchýře a předpokládané normální děložní kultury byly ve skutečnosti rakovina prsu.[4]

Metody generování

Existuje několik metod pro generování imortalizovaných buněčných linií:[5]

  1. Izolace z přirozeně se vyskytující rakoviny. Toto je původní metoda pro generování imortalizované buněčné linie. Mezi hlavní příklady patří člověk HeLa buňky, které byly získány z a rakovina děložního hrdla, myší Raw 264,7 buňky, které byly vystaveny mutageneze a poté vybrány pro buňky, které jsou schopné podstoupit dělení.[6]
  2. Zavedení virového genu, který částečně dereguluje buněčný cyklus (např. Byl použit gen E1 adenoviru typu 5 k imortalizaci HEK 293 buněčná linie; the Virus Epstein-Barr může zvěčnit B lymfocyty infekcí[7]).
  3. Umělý výraz klíče bílkoviny například pro nesmrtelnost telomeráza který brání degradaci chromozóm končí během replikace DNA u eukaryot. [8]
  4. Technologie hybridomů, speciálně používané pro generování nesmrtelných protilátka -produkce B buňka linie, kde je B buňka produkující protilátky fúzována s a myelom (Rakovina B buněk).[9]

Příklady

Existuje několik příkladů imortalizovaných buněčných linií, každá s různými vlastnostmi. Většina imortalizovaných buněčných linií je klasifikována podle buněčného typu, ze kterého pocházejí, nebo jsou biologicky nejpodobnější.

Viz také

Reference

  1. ^ Skloot R (2010). Nesmrtelný život Henriety postrádá. Random House. ISBN  978-0-307-71253-0. OCLC  974000732. Citováno 2020-09-20.
  2. ^ Kaur G, Dufour JM (leden 2012). „Buněčné linie: Cenné nástroje nebo zbytečné artefakty“. Spermatogeneze. 2 (1): 1–5. doi:10,4161 / spmg.19885. PMC  3341241. PMID  22553484.
  3. ^ Marx V (duben 2014). "Ověření buněčné linky demystifikováno". Funkce technologie. Přírodní metody (Příspěvek „Nature Reprint Collection, Technology Features“ (listopad 2014)). 11 (5): 483–8. doi:10.1038 / nmeth.2932. PMID  24781320. S2CID  205422738.
  4. ^ Neimark J (únor 2015). "Útočná linie". Věda. 347 (6225): 938–40. doi:10.1126 / science.347.6225.938. PMID  25722392.
  5. ^ Maqsood MI, Matin MM, Bahrami AR, Ghasroldasht MM (říjen 2013). "Nesmrtelnost buněčných linií: výzvy a výhody založení". Cell Biology International. 37 (10): 1038–45. doi:10,1002 / cbin.10137. PMID  23723166. S2CID  14777249.
  6. ^ Kong L, Smith W, Hao D (květen 2019). "Přehled RAW264.7 pro studii osteoklastogensis: Fenotyp a podněty". Journal of Cellular and Molecular Medicine. 23 (5): 3077–3087. doi:10,1111 / jcmm.14277. PMC  6484317. PMID  30892789.
  7. ^ Henle W, Henle G (1980). „Epidemiologické aspekty nemocí spojených s virem Epstein-Barrové (EBV)“. Annals of the New York Academy of Sciences. 354: 326–31. doi: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. (Leden 1998). „Prodloužení délky života zavedením telomerázy do normálních lidských buněk“. Věda. 279 (5349): 349–52. doi:10.1126 / science.279.5349.349. PMID  9454332.
  9. ^ Kwakkenbos MJ, van Helden PM, Beaumont T, Spits H (březen 2016). "Stabilní dlouhodobé kultury samoobnovujících se B buněk a jejich aplikace". Imunologické recenze. 270 (1): 65–77. doi:10.1111 / imr.12395. PMID  26864105.

externí odkazy