齊魯醫(yī)學Hela細胞的研究及對癌癥研究的貢獻

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

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

3、。端粒DNA會隨每次細胞分裂(mitosis)而變短，并縮短細胞生命時鐘壽命。Fig.3 衰老的問題2021/10/23 星期六43、推動脊髓灰質(zhì)炎疫苗成功的研制出來 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，對灰質(zhì)造成永久損害，使這些神經(jīng)支配的肌肉無力，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)系組織與猴子做實驗，無法用人體與其他動物做實驗， 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、一個活細胞Hela用于研究該疫苗1。 Jonas Salk醫(yī)生用了近9年的時間，于1953年成功研制出第一個成功脊髓灰質(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細胞幫助科學家實現(xiàn)了細胞克隆2?？茖W家利用其具有頑強生命力的特征，發(fā)明了一種分離單一細胞的方法，并讓其存活足夠長的時間來復制和創(chuàng)造一個自身的完美拷貝。

6、這一重大突破為動物克隆、基因療法、試管受精和干細胞分離等尖端生物醫(yī)學奠定的基礎(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大學的研究人員公布了一項科學發(fā)現(xiàn)，Hela、癌細胞含有一種叫做端粒酶的物質(zhì)，能使細胞不死。這讓控制生物衰老的神秘物質(zhì)端粒酶走進了人們的視線。Fig.8 T

8、he winner of The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2009 2009 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎3 位美國科學家因發(fā)現(xiàn)端粒 （telomeres） 的結(jié)構(gòu)和端粒酶（telomerase）保護染色體的機理而獲獎.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)，揭示了細胞分裂的機制，細胞每分裂一次，端粒就縮短一次，當端粒不能再縮短時，細胞就無法繼續(xù)分裂而死亡。2021/10/23 星期六7 HeLa細胞對我們?nèi)祟惖呢暙I可謂數(shù)不勝數(shù)，因為有了這些HeLa細胞，才推動了脊髓灰質(zhì)炎疫苗（polio vaccine）開發(fā)工作的

9、進展，才讓科學家們發(fā)現(xiàn)了端粒酶（telomerase），以及其他多項重大的科研進展。在PubMed數(shù)據(jù)庫里以“HeLa細胞”為關(guān)鍵詞進行搜索可以得到7.5萬多篇論文。就連美國國立健康研究院（US National Institutes of Health, NIH）的院長Francis Collins在接受Nature雜志的采訪時都說：“我們實驗室里現(xiàn)在還養(yǎng)著HeLa細胞，我們需要用這些細胞開展各種基因表達試驗，幾乎在每一個分子生物學實驗室里都少不了HeLa細胞。” 如今，海拉細胞已經(jīng)成為醫(yī)學研究中非常重要的工具。無論是治療皰疹、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胞的研究。6、Hela cells 在其他方面的貢獻2021/10/23 星期六8 在細胞分化過程中，癌細胞脫離正軌，自行設(shè)定增殖速度，累積到10億個以上我們才會察覺。癌細胞的增殖速度用倍增時間計算,1個變3個,3個變9個，如此類推！ 、腫瘤細胞體外培養(yǎng)的重要性1、腫瘤細胞體外培養(yǎng)的應用腫瘤細胞體外培養(yǎng) 2 1 3 4 5抗癌藥物篩選方面的研究腫瘤病因和發(fā)病機制的研究癌基因和抑癌基因方面的研究癌細胞的誘導分化和逆轉(zhuǎn)方面的研究癌細胞的殺傷效應研究2021/10/23 星期六91、培養(yǎng) 將Hela細胞培養(yǎng)于含10%胎牛血清的的高糖DMEM培養(yǎng)基中，于37，5%CO2的細胞培養(yǎng)箱中

11、培養(yǎng)，隔天傳代一次。2、傳代 胰酶消化細胞，將細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)液懸浮細胞，平均分置于兩個培養(yǎng)瓶中， 37，5%CO2及飽和濕度的CO2培養(yǎng)箱中。12-24小時內(nèi)觀察細胞貼壁生長情況，取對數(shù)生長期細胞進行各項實驗。、Hela cells 的培養(yǎng)、傳代、凍存和復蘇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、復蘇 準備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。凍存管中的凍存物在1min之內(nèi)融化。打開凍存管，將細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。加適當培養(yǎng)基后將細胞轉(zhuǎn)移至25mm2培養(yǎng)瓶中， 37培養(yǎng)，第二天觀察生長