原代細胞都無法擴增幾輪增殖，這被稱為Hayflick極限，因為每一輪的增殖都會縮短端粒。當端粒達到臨界縮短長度時，DNA損傷被觸發(fā)，導(dǎo)致細胞衰老，如果你試圖培養(yǎng)一個珍稀原代細胞群，當心它最終會死亡，可以對細胞進行操縱，以繞過衰老過程并變得不朽，原代細胞永生化就是有這么神奇的事情。

自發(fā)性永生化細胞最好的例子就是癌細胞，它們可能經(jīng)歷了抵抗衰老的基因變化，并且開始“長生不老”。其實許多癌細胞株也沒有這種變化，事實上，喬治·蓋伊（George Gey）這位科學(xué)家創(chuàng)造了第一個永生的、可以說是最著名的細胞株：HeLa細胞，他在偶然發(fā)現(xiàn)亨麗埃塔（Henrietta）手術(shù)后的腫瘤內(nèi)有高度化生長子宮癌細胞，在此之前，他測試了數(shù)百個癌細胞以獲得永生的方法，但是都失敗了。

許多病毒基因影響細胞周期，因此可以通過消除增殖控制的生物剎車來克服衰老。其中許多是腫瘤抑制基因，因為它們需要抑制腫瘤的發(fā)生。其中最常見的是猿病毒大T抗原（SV-40）的過度表達，它抑制細胞的Rb基因和p53基因，這兩種基因都是細胞生長周期的關(guān)鍵控制器。SV40永生化的細胞系著名的例子是HEK293T，也稱為293T細胞，這是一種廣泛用于表達病毒顆粒和細胞分析的細胞系，因為它們很容易轉(zhuǎn)染。其他病毒基因包括來自人乳頭瘤病毒（HPV）的基因，如E6和E7，它們也以Rb和p53基因為靶點，比如人支氣管上皮細胞HBE-E6E7等。

最著名的不朽基因是端粒酶（hTERT）。端粒酶是一種核糖核蛋白，能夠延長端粒的DNA序列，從而減緩衰老過程，使細胞經(jīng)歷無限的細胞分裂。事實上，端粒酶最近被認為是一種逆轉(zhuǎn)衰老的潛在機制。使用端粒酶逆轉(zhuǎn)衰老的問題在于，端粒酶表達增加也會誘導(dǎo)腫瘤生長。事實上，許多用于創(chuàng)造永生化細胞系的基因，如hTERT和SV40，都會誘導(dǎo)腫瘤形成。因此，毫不奇怪的是，hTERT經(jīng)常在人類腫瘤中過度表達，從而賦予癌癥的一個關(guān)鍵特征：不受限制的增殖。這正是我們在使原代細胞系永生化時使用它的目的！

在某些類型的細胞中，僅使用一種永生化方法可能會產(chǎn)生少量永生細胞。因此，根據(jù)您的細胞系，將腫瘤抑制因子（如上述細胞周期抑制劑）的抑制和hTERT的表達結(jié)合起來以增加更多的細胞永生化的可能。如果你想使你的細胞系永生化和轉(zhuǎn)化（即使其像致瘤細胞一樣），也建議使用這種雙重方法，因為有證據(jù)表明，如果沒有永生化，一些細胞系就不能進行有效的轉(zhuǎn)化。

如何將永生引入原代細胞系

以上許多不朽的來源都是基于對原代細胞的基因操作。這需要將外源DNA導(dǎo)入細胞。由于許多原代細胞難以轉(zhuǎn)染，因此將基因改變引入原代細胞的最簡單和最有效的方法是通過病毒感染。

最流行的方法是通過復(fù)制缺陷慢病毒，因為它們比腺病毒安全，腺病毒具有重新感染細胞的能力，因此含有活病毒的時間更長。逆轉(zhuǎn)錄病毒也可用于轉(zhuǎn)染細胞，然而，它們只能感染活躍分裂的細胞，從而減少可能被病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)的細胞數(shù)量。

警告：原代細胞不朽可能不是最好的途徑！

通過將基因改變引入細胞，你可能正在深刻地改變細胞系的表型。雖然這確實使你的細胞系在某些方面更有用：它可能使你的細胞更同質(zhì)，從而可以輕松復(fù)制結(jié)果，你可以創(chuàng)建大量細胞供將來使用，并且它們可能更容易實驗，但使用原代細胞系仍然有許多好處，原代細胞可以保持正常細胞的新陳代謝，可以維持正常細胞的生理特征，并且具有實驗的統(tǒng)一性和重復(fù)性，但隨著原代細胞的永生轉(zhuǎn)染，細胞群體和細胞機制發(fā)生改變，這可能會混淆您的實驗，并導(dǎo)致不確定或錯誤的結(jié)果。此外，關(guān)于永生化細胞如何準確地模擬真實組織還有很多爭論。

盡管存在爭議，但SV40不太可能感染人類，盡管SV40的作用機制：p53和Rb突變可能是人類腫瘤中非常常見的突變。因此，重要的是要確定最佳的基因操作來使用永生你的細胞類型。

盡管永生化細胞在實驗研究中的效用非常強大，但在使用中必須接受一些警告。與任何實驗?zāi)Ｐ鸵粯?，永生化細胞只是您預(yù)期細胞系統(tǒng)的模型。

以下是來自上海啟達生物常用的現(xiàn)貨永生化細胞株目錄：

文章參考文獻：

ATCC: HEK293T cells (ATCC CRL-3216)

Garbe et al (1999) Viral oncogenes accelerate conversion to immortality of cultured conditionally immortal human mammary epithelial cells. Oncogene. 18(13): 2169

Callaway, E (2010) Nature News: Telomerase reverses ageing process.

Hanahan & Weinberg (2011) Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell. 144(5): 646.

Zhu et al (1991) The ability of simian virus 40 large T antigen to immortalize primary mouse embryo fibroblasts cosegregates with its ability to bind to p53. Journal of Virology. 65(12): 6872.

Redell (1999) The role of senescence and immortalization in carcinogenesis. Carcinogenesis. 21(3): 477.