海拉細胞與其它癌細胞相比有什麼特殊之處?為什麼?
突然看到幾年前的帖子,最近正好開始用這種細胞擴增病毒,來達這個題,發現上面的都沒有答到點子上。
首先,hela細胞是比普通的其他癌細胞擴增的快,基本不到24小時就能分裂一次。
圖中左邊是正常男性人體的23對染色體,右邊是hela細胞的染色體,有76-80個突變率非常高的染色體組成,其中有的染色體變的只有一個拷貝(正常的是兩個,一對同源染色體),比如2,3,6號染色體,有的變成了多拷貝,有三個,甚至是四個一樣的染色體。
產生的原因是因為人類乳頭瘤病毒將自己的病毒基因插入到p53基因的上游,導致突變蛋白的產生,p53是矯正複製過程中出現錯誤的一個重要的蛋白,如果沒有了校正機制,細胞DNA的複製錯誤就會被無限的保留下來,造成hela細胞如此嚴重的突變。
而相對於其他癌細胞,hela細胞之所以可以快速的複製,至少一部分的原因是因為hela細胞有著非常高效,活躍的端粒酶。正常的細胞在不斷複製過程中,染色體兩端的端粒是在不斷的變短的,最後到了一定階段細胞就會凋亡,但是hela細胞裡面有著更加活躍的端粒酶,保證每次複製後,端粒酶都會修復端麗,保證了細胞無限的,快速的複製。
其次,hela細胞很可能因為快速增殖的能力,將其它的癌細胞out compete。 這個現象叫做hela-bomb
故事最早還是要叢Stanley Gartler的實驗開始說起,就是在實驗過程中,Stanley Gartler發現自己的用的18株不同的細胞系都是有相同的遺傳背景,然後這些遺傳背景基因都表明細胞是一個非洲裔人類的後裔個體,後來人們檢測了很多號稱不同於hela的其他細胞系,最後結果證明這些不同的細胞系其實就是hela細胞,可是這又是怎麼出現的呢? 原來是當hela細胞成功建立之後,很多人用相同的方法來建立其他癌細胞的細胞系,最終他們也獲得了穩定的細胞系,就假設就是新得到的肺癌細胞的細胞系等等,但是在建立細胞系的過程中,不知怎麼的混入了hela細胞,被hela細胞污染了。因為hela細胞的快速增殖,潛在的其它細胞已經被hela細胞淘汰掉了,最後的細胞系就是hela細胞。因為這個錯誤,很大一批研究成果最後都被證明是錯誤的,或者不相關的。
但是最後不得不說,hela細胞確實是開啟了現代細胞學,癌症研究,病毒學和生物技的術一個非常重要的先決條件。比如Hela細胞第一個牛逼的貢獻是在小兒麻痹症疫苗研究方面的貢獻,因為它的出現,在一年之內,人類有了對抗polio的疫苗。拯救了無數的患者。
最後,還有一個關於hela細胞的最大爭議就是細胞的貢獻者本人並不知道自己細胞被用於研究,甚至她的家屬也是很多年之後才知道的,而且沒有得到任何經濟利益的補償。
癌細胞的貢獻者是一個非洲裔的美國人,得知自己得病之後,去醫院檢查,醫生希望採集一塊樣品組織進行分析,但是在很偶然的情況下,他發現了患者的組織可以無限的增殖,於是就沒有通知患者的情況下建立了這個細胞系,同時將這個細胞送給個別的實驗室。甚至死者在死亡之前都不知道用自己癌症細胞建立的細胞系的存在。很多年以後,當hela細胞已經被很多生物公司商品化了之後,為這些公司帶來巨大的利潤,她的家人還是不清楚相關的情況,甚至有一次,公司們去採集hela孩子們的細胞樣品,希望可以用孩子的遺傳信息,來比較目前hela細胞的遺傳變化情況,他的孩子們還單獨的以為就是來檢測自己有木有癌症,故事到這裡聽起來還是有點可悲啊。
可喜的是,hela的故事觸動了無數人的神經,正是她的故事,催生了90年代關於參加科學實驗志願者的各種協定,一定要在實驗開始前告訴參與者,他們從實驗中潛在的可以得到什麼樣的好處,相關的可能結果是什麼樣子,等等的進步。
reference:
http://berkeleysciencereview.com/article/good-bad-hela/
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