動物細胞融合

動物細胞融合

1957年,日本學者岡田善雄在培養動物細胞時加入失去活性的仙台病毒,發現能使兩個動物細胞融合,產生具有兩個核的細胞。研究表明,很多不同種的動物細胞都能進行融合,形成雜交細胞。如人-猴、人-鼠、人-兔、人-雞、人-蛙、鼠-雞、鼠-兔、鼠-猴等等。

名稱


動物細胞融合(cell fusion)
主題詞或關鍵詞: 動物雜交生命科學細胞

定義


動物細胞融合也稱細胞雜交(cell hybridization),是指兩個或多個動物細胞融合成一個細胞的過程,融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞,稱為雜交細胞(hybrid cell)

內容


細胞融合的具體步驟包括:
(1)細胞準備,分貼壁和懸浮細胞兩種。前者可直接將兩親本細胞混合培養,後者需製成一定濃度的細胞懸浮液。
(2)細胞融合,加促融因子於將行融合的細胞之中,誘導融合。
(3)雜種細胞選擇。利用選擇性培養基等,使親本細胞死亡,而讓雜種細胞存活。
動物細胞融合
動物細胞融合
(4)雜種細胞克隆。對選出的雜種細胞進行克隆(選擇與純化),經過培養,就能獲得所需要的無 性繁殖系。
植物細胞融合較動物細胞難些。首先,植物細胞外面有細胞壁,因此需要先用纖維素酶和果膠酶去壁,形成原生質體后,才能進行細胞融合。其次,植物細胞融合后形成的雜種細胞,經過培養有可能先脫分化發育成愈傷組織然後再分化為植物體,而動物細胞的雜種細胞則缺乏此種能力。植物體細胞融合的過程大致包括:細胞分離,原生質體製備,原生質體融合,雜種細胞篩選及其培養,然後再通過愈傷組織誘導分化出根、莖、葉,最後長成完整的體細胞雜種植株。植物細胞融合技術不僅打破了常規有性雜交育種的親和性障礙,而且為實現“超遠緣雜交”提供了可能,有重大的應用價值。
發展簡史
19世紀30年代,科學家們相繼在肺結核、天花、水痘、麻疹等疾病患者的病理組織中觀察到多核細胞。19世紀70年代,科學家們在蛙的血細胞中也看到了多核細胞的現象,但是由於受當時科學技術發展水平的限制,人們對這一現象並沒有給予足夠的重視;1958年,日本科學家崗田用滅活的仙台病毒誘導人的腹水癌細胞融合成功。後來科學家們又成功地誘導了不同種動物的體細胞融合,並且能將雜種細胞培養成活。隨著細胞融合技術的不斷改進,21世紀以來這項技術已經廣泛應用於細胞學、遺傳學、免疫學病毒學等多種學科的研究工作中。
通過培養和誘導,兩個或多個細胞合併成一個雙核或多核細胞的過程稱為細胞融合(cell fusion)或細胞雜交(cell hybridization)。
基因型相同的細胞融合成的雜交細胞稱為同核體(homokaryon);來自不同基因型的雜交細胞則稱為異核體(heterokaryon)。
同種細胞在培養時2個靠在一起的細胞自發合併,稱自發融合;異種間的細胞必須經誘導劑處理才能融合,稱誘發融合。

方法原理


誘導細胞融合的方法有三種:生物方法(病毒)、化學方法(聚乙二醇PEG)、物理方法(離心,震動,電刺激)。某些病毒如:仙台病毒、副流感病毒和新城雞瘟病毒的被膜中有融合蛋白(fusion protein),可介導病毒同宿主細胞融合,也可介導細胞與細胞的融合,因此可以用紫外線滅活的此類病毒誘導細胞融合。化學和物理方法可造成膜脂分子排列的改變,去掉作用因素之後,質膜恢復原有的有序結構,在恢復過程中便可誘導相接觸的細胞發生融合。
細胞融合不僅可用於基礎研究,而且還有重要的應用價值,在植物育種方面已經成功的有蘿蔔+甘藍、粉藍煙草+郎氏煙草、番茄+馬鈴薯等等。而動物細胞融合技術最重要的用途是製備單克隆抗體。
原理:細胞膜具有一定的流動性

意義


突破了有性雜交方法的局限,克服了遠緣雜交的不親和性,使遠緣雜交成為可能,為製造單克隆抗體提供了條件。成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育的重要手段。