齐鲁医学Hela细胞的研究及对癌症研究的贡献

1、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？12021/10/23 星期六21、细胞之母Hela cellsFig.1 Hela cellsFig.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。2021/10/23 星期六32、

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

3、。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2021/10/23 星期六43、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

4、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 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。

6、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).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 T

8、he 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。2021/10/23 星期六7 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

9、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，

10、都离不开基于海拉细胞的研究。6、Hela cells 在其他方面的贡献2021/10/23 星期六8 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肿瘤细胞体外培养 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2021/10/23 星期六91、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

11、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）2021/10/23 星期六104、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