Hela细胞的研究及对癌症研究的贡献.ppt

汇报人 李海航 Helacells的故事以及细胞的传代培养 有没有长生不老的细胞 如何研究癌症 如何培养人体细胞 2 1 细胞之母 Helacells Fig 1Helacells Fig 2伟大的 Hela HenriettaLacks 左 有的人死了 可细胞还活着 1951年 当时约翰 霍普金斯医院研究中心的乔治 盖伊 GeorgeGey 正在进行另外一项研究 在人体外培养癌症细胞 以解释癌症产生的原因 从而找到治疗方法 当初的难题是 那些癌细胞总是很快死掉 即使有少量的 幸存者 它们也根本不会生长无法满足研究的需要 3 2 Helacells的特点 可以连续传代 细胞株不会衰老致死 并可以无限分裂下去 此细胞系跟其它癌细胞相比 增殖异常迅速 感染性极强 附 HepG2细胞 人体肝癌细胞 该癌细胞是取自于一个15岁白人的肝癌组织 Hela细胞生长奇快 甚至超越一般癌细胞 Hela细胞经历细胞分裂时可维持端粒酶活性以维持瑞粒长度 一般细胞的端粒会随着老化而变短 终至细胞死亡 海乐细胞利用此机制避开海佛烈克极限 Hayflicklimit 1965年由海佛烈克 LeonardHayflick 提出 一般人类细胞在细胞培养下 在进入衰老期前可分裂52次 恰好推翻卡洛 AlexisCarrel 主张的细胞永生说 端粒DNA会随每次细胞分裂 mitosis 而变短 并缩短细胞 生命时钟 寿命 Fig 3衰老的问题 4 3 推动脊髓灰质炎疫苗成功的研制出来 脊髓灰质炎 Poliomyelitis 是由脊髓灰质炎病毒所致的急性传染病 病毒主要侵犯人体脊髓灰质前角的灰 白质部分 对灰质造成永久损害 使这些神经支配的肌肉无力 出现肢体弛缓性麻痹 好发于婴幼儿 故又称小儿麻痹症 本病可防难治 一旦引起肢体麻痹易成为终生残疾 甚至危及生命 当初的研究遇到的难题是 研究已使用外神经系组织与猴子做实验 无法用人体与其他动物做实验 JonasSalk首次将脊髓灰质炎疫苗的研究使用到人体体外第一个活细胞Hela用于研究该疫苗 1 JonasSalk医生用了近9年的时间 于1953年成功研制出第一个成功脊髓灰质炎疫苗 1 Scherer W F Syverton JT Gey GO StudiesOnThePropagationInVitroOfPoliomyelitisViruses Iv ViralMultiplicationInAStateStrainOfHumanMalignantEpithelialCells StrainHela DerivedFromAnEpidermoidCarcinomaOfTheCervix J JournalofExperimentalMedicine 1953 97 5 695 710 Fig 4ASomaliboyisinjectedwithinactivatedpoliovirusvaccine Mogadishu 1993 5 4 克隆技术的奠基 Fig 6克隆羊 多莉与 克隆之父 ProfessorSirIanWilmut 1954年 Hela细胞帮助科学家实现了细胞克隆 2 科学家利用其具有顽强生命力的特征 发明了一种分离单一细胞的方法 并让其存活足够长的时间来复制和创造一个自身的完美拷贝 这一重大突破为动物克隆 基因疗法 试管受精和干细胞分离等尖端生物医学奠定的基础 Fig 5A TypicalclonesproducedfromsingleHeLacellsgrowingonglassslidesaboveafeederlayer X1 7 B Photomicrographofatypicalclone X50 2 2 PuckTT MarcusPI Marcus ARapidMethidForViableCellTitrationAndCloneProductionWithHeLaCellsInTissueCulture TheUseOfX irradiatedCellsToSupplyConditionFactors J ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica 1955 41 7 432 7 6 5 瑞粒酶的发现 揭开衰老与癌症的奥秘 1989年 一位Yale大学的研究人员公布了一项科学发现 Hela 癌细胞含有一种叫做端粒酶的物质 能使细胞不死 这让控制生物衰老的神秘物质 端粒酶走进了人们的视线 Fig 8ThewinnerofTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2009 2009年诺贝尔生理学或医学奖3位美国科学家因发现端粒 telomeres 的结构和端粒酶 telomerase 保护染色体的机理而获奖 Fig 7瑞粒在染色体的位置示意图 端粒DNA序列和端粒酶的发现 揭示了细胞分裂的机制 细胞每分裂一次 端粒就缩短一次 当端粒不能再缩短时 细胞就无法继续分裂而死亡 7 HeLa细胞对我们人类的贡献可谓数不胜数 因为有了这些HeLa细胞 才推动了脊髓灰质炎疫苗 poliovaccine 开发工作的进展 才让科学家们发现了端粒酶 telomerase 以及其他多项重大的科研进展 在PubMed数据库里以 HeLa细胞 为关键词进行搜索可以得到7 5万多篇论文 就连美国国立健康研究院 USNationalInstitutesofHealth NIH 的院长FrancisCollins在接受 Nature 杂志的采访时都说 我们实验室里现在还养着HeLa细胞 我们需要用这些细胞开展各种基因表达试验 几乎在每一个分子生物学实验室里都少不了HeLa细胞 如今 海拉细胞已经成为医学研究中非常重要的工具 无论是治疗疱疹 白血病 流感 血友病 或者帕金森氏病 还是研发小儿麻痹症的疫苗 都离不开基于海拉细胞的研究 6 Helacells在其他方面的贡献 8 在细胞分化过程中 癌细胞脱离正轨 自行设定增殖速度 累积到10亿个以上我们才会察觉 癌细胞的增殖速度用倍增时间计算 1个变3个 3个变9个 如此类推 肿瘤细胞体外培养的重要性 1 肿瘤细胞体外培养的应用 2 1 3 4 5 抗癌药物筛选方面的研究 肿瘤病因和发病机制的研究 癌基因和抑癌基因方面的研究 癌细胞的诱导分化和逆转方面的研究 癌细胞的杀伤效应研究 9 1 培养 将Hela细胞培养于含10 胎牛血清的的高糖DMEM培养基中 于37 5 CO2的细胞培养箱中培养 隔天传代一次 2 传代 胰酶消化细胞 将细胞悬液收集至离心管中 800rpm离心5min 弃上清液 加两倍量培养液悬浮细胞 平均分置于两个培养瓶中 37 5 CO2及饱和湿度的CO2培养箱中 12 24小时内观察细胞贴壁生长情况 取对数生长期细胞进行各项实验 Helacells的培养 传代 冻存和复苏 Fig 9培养瓶 左 倒置显微镜 中 5 CO2培养箱 右 10 4 复苏 准备37 恒温水浴箱 从液氮中取出冰存管 迅速置于温水中并不断搅动 冻存管中的冻存物在1min之内融化 打开冻存管 将细胞悬液吸到离子管中 800rpm离心5min 弃上清液 沉淀加10ml培养液 吹打均匀 再离心10min 弃上清液 加适当培养基后将细胞转移至25mm2培养瓶中 37 培