齊魯醫(yī)學(xué)Hela細(xì)胞的研究及對(duì)癌癥研究的貢獻(xiàn)

1、匯報(bào)人： 李海航 Hela cells的故事以及細(xì)胞的傳代培養(yǎng)有沒有長(zhǎng)生不老的細(xì)胞？如何研究癌癥？如何培養(yǎng)人體細(xì)胞？12021/10/23 星期六21、細(xì)胞之母Hela cellsFig.1 Hela cellsFig.2 偉大的“Hela ”Henrietta Lacks(左)有的人死了，可細(xì)胞還活著。 1951年，當(dāng)時(shí)約翰霍普金斯醫(yī)院研究中心的喬治蓋伊（GeorgeGey）正在進(jìn)行另外一項(xiàng)研究：在人體外培養(yǎng)癌癥細(xì)胞，以解釋癌癥產(chǎn)生的原因，從而找到治療方法。 當(dāng)初的難題是：那些癌細(xì)胞總是很快死掉，即使有少量的“幸存者”，它們也根本不會(huì)生長(zhǎng)無(wú)法滿足研究的需要。2021/10/23 星期六32、

2、Hela cells的特點(diǎn)、可以連續(xù)傳代、細(xì)胞株不會(huì)衰老致死，并可以無(wú)限分裂下去、此細(xì)胞系跟其它癌細(xì)胞相比，增殖異常迅速、感染性極強(qiáng)附：HepG2細(xì)胞（人體肝癌細(xì)胞）該癌細(xì)胞是取自于一個(gè)15歲白人的肝癌組織。 Hela細(xì)胞生長(zhǎng)奇快，甚至超越一般癌細(xì)胞。Hela細(xì)胞經(jīng)歷細(xì)胞分裂時(shí)可維持端粒酶活性以維持瑞粒長(zhǎng)度，一般細(xì)胞的端粒會(huì)隨著老化而變短，終至細(xì)胞死亡。海樂(lè)細(xì)胞利用此機(jī)制避開海佛烈克極限（Hayflick limit）。 1965年由海佛烈克(Leonard Hayflick)提出，一般人類細(xì)胞在細(xì)胞培養(yǎng)下，在進(jìn)入衰老期前可分裂52次，恰好推翻卡洛(Alexis Carrel)主張的細(xì)胞永生說(shuō)

3、。端粒DNA會(huì)隨每次細(xì)胞分裂(mitosis)而變短，并縮短細(xì)胞生命時(shí)鐘壽命。Fig.3 衰老的問(wèn)題2021/10/23 星期六43、推動(dòng)脊髓灰質(zhì)炎疫苗成功的研制出來(lái) 脊髓灰質(zhì)炎(Poliomyelitis)是由脊髓灰質(zhì)炎病毒所致的急性傳染病，病毒主要侵犯人體脊髓灰質(zhì)前角的灰、白質(zhì)部分，對(duì)灰質(zhì)造成永久損害，使這些神經(jīng)支配的肌肉無(wú)力，出現(xiàn)肢體弛緩性麻痹。好發(fā)于嬰幼兒，故又稱小兒麻痹癥。本病可防難治，一旦引起肢體麻痹易成為終生殘疾，甚至危及生命。 當(dāng)初的研究遇到的難題是，研究已使用外神經(jīng)系組織與猴子做實(shí)驗(yàn)，無(wú)法用人體與其他動(dòng)物做實(shí)驗(yàn)， Jonas Salk首次將脊髓灰質(zhì)炎疫苗的研究使用到人體體外第

4、一個(gè)活細(xì)胞Hela用于研究該疫苗1。 Jonas Salk醫(yī)生用了近9年的時(shí)間，于1953年成功研制出第一個(gè)成功脊髓灰質(zhì)炎疫苗。1 Scherer, W. F.; Syverton, JT; Gey, GO.“Studies On The Propagation In Vitro Of Poliomyelitis Viruses: Iv.Viral Multiplication In A State Strain Of Human Malignant Epithelial Cells (Strain Hela)Derived From An Epidermoid Carcinoma Of Th

5、e Cervix”.JJournal of Experimental Medicine. 1953 ,97(5): 695710.Fig.4 A Somaliboy is injected with inactivated poliovirus vaccine (Mogadishu, 1993)2021/10/23 星期六54、克隆技術(shù)的奠基Fig.6 克隆羊多莉與“克隆之父”Professor Sir Ian Wilmut 1954年，Hela細(xì)胞幫助科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞克隆2?？茖W(xué)家利用其具有頑強(qiáng)生命力的特征，發(fā)明了一種分離單一細(xì)胞的方法，并讓其存活足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)復(fù)制和創(chuàng)造一個(gè)自身的完美拷貝。

6、這一重大突破為動(dòng)物克隆、基因療法、試管受精和干細(xì)胞分離等尖端生物醫(yī)學(xué)奠定的基礎(chǔ)。Fig.5 A、Typical clones produced from single HeLa cells growing on glass slides above a feeder layer ( X 1.7). B、Photomicrograph of a typical clone (X50).22 Puck TT, Marcus PI; Marcus. A Rapid Methid For Viable Cell Titration And Clone Production With HeLa Cell

7、s In Tissue Culture: The Use Of X-irradiated Cells To Supply Condition Factors.JProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.1955,41(7): 4327.2021/10/23 星期六65、瑞粒酶的發(fā)現(xiàn)揭開衰老與癌癥的奧秘 1989年，一位Yale大學(xué)的研究人員公布了一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，Hela、癌細(xì)胞含有一種叫做端粒酶的物質(zhì)，能使細(xì)胞不死。這讓控制生物衰老的神秘物質(zhì)端粒酶走進(jìn)了人們的視線。Fig.8 T

8、he winner of The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2009 2009 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)3 位美國(guó)科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)端粒 （telomeres） 的結(jié)構(gòu)和端粒酶（telomerase）保護(hù)染色體的機(jī)理而獲獎(jiǎng).Fig.7 瑞粒在染色體的位置示意圖 端粒 DNA 序列和端粒酶的發(fā)現(xiàn)，揭示了細(xì)胞分裂的機(jī)制，細(xì)胞每分裂一次，端粒就縮短一次，當(dāng)端粒不能再縮短時(shí)，細(xì)胞就無(wú)法繼續(xù)分裂而死亡。2021/10/23 星期六7 HeLa細(xì)胞對(duì)我們?nèi)祟惖呢暙I(xiàn)可謂數(shù)不勝數(shù)，因?yàn)橛辛诉@些HeLa細(xì)胞，才推動(dòng)了脊髓灰質(zhì)炎疫苗（polio vaccine）開發(fā)工作的

9、進(jìn)展，才讓科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了端粒酶（telomerase），以及其他多項(xiàng)重大的科研進(jìn)展。在PubMed數(shù)據(jù)庫(kù)里以“HeLa細(xì)胞”為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索可以得到7.5萬(wàn)多篇論文。就連美國(guó)國(guó)立健康研究院（US National Institutes of Health, NIH）的院長(zhǎng)Francis Collins在接受Nature雜志的采訪時(shí)都說(shuō)：“我們實(shí)驗(yàn)室里現(xiàn)在還養(yǎng)著HeLa細(xì)胞，我們需要用這些細(xì)胞開展各種基因表達(dá)試驗(yàn)，幾乎在每一個(gè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室里都少不了HeLa細(xì)胞?！?如今，海拉細(xì)胞已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)研究中非常重要的工具。無(wú)論是治療皰疹、白血病、流感、血友病，或者帕金森氏病，還是研發(fā)小兒麻痹癥的疫苗，

10、都離不開基于海拉細(xì)胞的研究。6、Hela cells 在其他方面的貢獻(xiàn)2021/10/23 星期六8 在細(xì)胞分化過(guò)程中，癌細(xì)胞脫離正軌，自行設(shè)定增殖速度，累積到10億個(gè)以上我們才會(huì)察覺。癌細(xì)胞的增殖速度用倍增時(shí)間計(jì)算,1個(gè)變3個(gè),3個(gè)變9個(gè)，如此類推！ 、腫瘤細(xì)胞體外培養(yǎng)的重要性1、腫瘤細(xì)胞體外培養(yǎng)的應(yīng)用腫瘤細(xì)胞體外培養(yǎng) 2 1 3 4 5抗癌藥物篩選方面的研究腫瘤病因和發(fā)病機(jī)制的研究癌基因和抑癌基因方面的研究癌細(xì)胞的誘導(dǎo)分化和逆轉(zhuǎn)方面的研究癌細(xì)胞的殺傷效應(yīng)研究2021/10/23 星期六91、培養(yǎng) 將Hela細(xì)胞培養(yǎng)于含10%胎牛血清的的高糖DMEM培養(yǎng)基中，于37，5%CO2的細(xì)胞培養(yǎng)箱中

11、培養(yǎng)，隔天傳代一次。2、傳代 胰酶消化細(xì)胞，將細(xì)胞懸液收集至離心管中。800rpm離心5min，棄上清液。加兩倍量培養(yǎng)液懸浮細(xì)胞，平均分置于兩個(gè)培養(yǎng)瓶中， 37，5%CO2及飽和濕度的CO2培養(yǎng)箱中。12-24小時(shí)內(nèi)觀察細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)情況，取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。、Hela cells 的培養(yǎng)、傳代、凍存和復(fù)蘇Fig. 9 培養(yǎng)瓶（左）、倒置顯微鏡（中）、5%CO2培養(yǎng)箱（右）2021/10/23 星期六104、復(fù)蘇 準(zhǔn)備37恒溫水浴箱。從液氮中取出冰存管、迅速置于溫水中并不斷攪動(dòng)。凍存管中的凍存物在1min之內(nèi)融化。打開凍存管，將細(xì)胞懸液吸到離子管中。 800rpm離心5min，棄上清液。沉淀加10ml培養(yǎng)液，吹打均勻，再離心10min，棄上清液。加適當(dāng)培養(yǎng)基后將細(xì)胞轉(zhuǎn)移至25mm2培養(yǎng)瓶中， 37培養(yǎng)，第二天觀察生長(zhǎng)