Hela细胞的研究及对癌症研究的贡献.pptx

汇报人：李海航,Hela cells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？,第一页，共十一页。,2,1、细胞之母Hela cells,Fig.1 Hela cells,Fig.2 伟大的“Hela”Henrietta Lacks(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。,第二页，共十一页。,3,2、Hela cells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（Hayflick limit）。,1965年由海佛烈克(Leonard Hayflick)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(Alexis Carrel)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,第三页，共十一页。,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，Jonas Salk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。Jonas Salk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.“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 The Cervix”.JJournal of Experimental Medicine.1953,97(5):695710.,Fig.4 A Somaliboy is injected with inactivated poliovirus vaccine(Mogadishu,1993),第四页，共十一页。,5,4、克隆技术的奠基,Fig.6 克隆羊多莉与“克隆之父”Professor Sir Ian Wilmut,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.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).2,2 Puck TT,Marcus PI;Marcus.A Rapid Methid For Viable Cell Titration And Clone Production With HeLa Cells 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.,第五页，共十一页。,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.8 The winner of The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2009,2009 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。,第六页，共十一页。,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（polio vaccine）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（US National Institutes of Health,NIH）的院长Francis Collins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、Hela cells 在其他方面的贡献,第七页，共十一页。,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,第八页，共十一页。,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。,、Hela cells 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）,第九页，共十一页。,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培养，第二天观察生长情况。,3、冻存,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。沉淀加含保护液的培养液，计数，调整细胞至5106/ml左右。将悬液分至冻存管，每管1ml。将冻存管口封严。按下列顺序降温：室温 冰箱冷藏室（4，30min）冰箱冷冻室（-20，60min）低温冰箱（-70，过夜）液氮。,第十页，共十一页。,内容总结,汇报人：李海航。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。Jonas Salk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。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。从液氮中取出冰存管、迅速置于温水中并不断搅动。将冻存管口封严,第十一页，共十一页。,