一、 為什么要轉化細胞?
淋巴細胞是分子與細胞遺傳學研究中常用的材料,但由于其壽命很短,而且由于許多原因難以再次獲得病人或有重要研究價值個體的血液標本,給臨床診斷和進一步的深入研究帶來一定困難。并且隨著這些個體的死亡,這些寶貴的材料就會永遠丟失。為保留遺傳病標本,用繼代培養或病毒轉化方法可使很多類型的細胞數量倍增,如皮膚成纖維細胞、臍靜脈內皮細胞、干細胞、膠質細胞、腫瘤細胞如宮頸癌上皮細胞等。EBV轉化淋巴細胞所建立的永生培養細胞也是其中一種。EB病毒可有效地轉化外周血B淋巴細胞,建立永生的淋巴母細胞系,可永久保存寶貴的病例材料。世界上許多遺傳研究中心都用此方法處理每一份血標本,在液氮中凍存轉化后的淋巴細胞。這樣就可以無限期地保存、復蘇和增殖病人體細胞樣本,建立人類遺傳種質庫。
二、 基本原理
EBV,即埃波斯坦病毒(Epstein-Barr Viruses):基因組為大約160kb的雙鏈DNA。它是一種人皰疹病毒,能引起許多疾病。如感染性單核細胞增多癥、鼻咽癌、淋巴瘤等。EBV宿主范圍窄,體外實驗表明,這種病毒可導致B淋巴細胞癌。其致癌的基因是BNLF-1,編碼一種膜蛋白。淋巴細胞是EBV的天然宿主,EBV對B細胞有天然的親和力并可使其發生轉化并增殖。與通常在體外使用的B細胞活化劑引起的B細胞的暫時的一過性分裂不同,EBV轉化的淋巴細胞是一種非裂解型細胞:病毒感染后不能在細胞體內復制后代,但能整合在宿主細胞基因組上,一部分整合了病毒基因組的細胞發生轉化,其性狀及生長特征發生改變。
EBV、HPV等人皰疹病毒并不攜帶一整套誘導宿主細胞性狀發生巨大變化的基因,它們只是啟動與細胞轉化有關的一系列事件的發生,而這些事件的發生需要細胞內蛋白質來實現。從某種意義上來說,這些病毒只是扳動了改變靶細胞生長特性的調控開關。它們的轉化活性來源于病毒基因組中的某些特殊基因,就是癌基因。如EBV中的BNLF-1,是一種晚期基因。這些癌基因在病毒早期的裂解循環中,參與病毒顆粒的復制;當轉化發生時,它們整合進入淋巴細胞的基因組中,持續表達癌蛋白(oncoproteins),引起細胞無限制分裂等腫瘤樣改變,遂形成淋巴母細胞系。在正常人群中約90%以上個體在兒童期都曾感染過EB病毒,其體內有很好的抗EB病毒免疫功能。在體外建立淋巴母細胞系的同時,有時會引起曾感染過EB病毒者T淋巴細胞的免疫應答,使已被EB病毒感染的B淋巴細胞迅速退化,造成B淋巴細胞死亡,導致建系成功率降低(30%~40%)。
環胞霉素A( CyclosporinA)是一種免疫抑制劑,其主要作用是特異性抑制T淋巴細胞中的RNA聚合酶,使T淋巴細胞失去了對EB病毒感染的免疫反應,從而有效地防止已轉化的B淋巴細胞的退化。如果在轉化的淋巴細胞培養液中加入少量環胞霉素A,就可以引起細胞無休止的分裂和DNA無限的合成,即形成具有無限繁殖能力的永生淋巴母細胞系。EBV在體外有環胞霉素A參與下,對B細胞的轉化效率很高,一般都能達到80~100%。這雖然已經是一種常規的人類細胞建株方法,但因其操作流程繁瑣、試劑昂貴(環胞霉素A)的特點,限制了該方法的廣泛應用。
三、 我們能夠做什么?
上海賽瑞格生物科技有限公司為滿足臨床遺傳學研究和疾病基因組研究的需要,根據現有條件,完成了一套用血量少、操作簡便、高效的轉化流程,建立了EBV轉化淋巴細胞和大量保存細胞的技術平臺。用此方法對各種遺傳病患者的外周血進行處理,可永久保存遺傳病標本并建立遺傳種質庫。
EBV轉化相關因素以及轉化失敗的原因:標本來源的個體年齡與細胞增殖狀況存在明顯相關。一般年齡越小增殖周期越短,轉化成功率越高。此外轉化成功與否還與病患的B細胞數量,所患疾病如病毒感染、免疫缺陷等有關。此外,基于EBV轉化細胞的機理,用此方法得到的細胞不適于癌基因表達研究。