一、 为什么要转化细胞?
淋巴细胞是分子与细胞遗传学研究中常用的材料,但由于其寿命很短,而且由于许多原因难以再次获得病人或有重要研究价值个体的血液标本,给临床诊断和进一步的深入研究带来一定困难。并且随着这些个体的死亡,这些宝贵的材料就会永远丢失。为保留遗传病标本,用继代培养或病毒转化方法可使很多类型的细胞数量倍增,如皮肤成纤维细胞、脐静脉内皮细胞、干细胞、胶质细胞、肿瘤细胞如宫颈癌上皮细胞等。EBV转化淋巴细胞所建立的永生培养细胞也是其中一种。EB病毒可有效地转化外周血B淋巴细胞,建立永生的淋巴母细胞系,可永久保存宝贵的病例材料。世界上许多遗传研究中心都用此方法处理每一份血标本,在液氮中冻存转化后的淋巴细胞。这样就可以无限期地保存、复苏和增殖病人体细胞样本,建立人类遗传种质库。
二、 基本原理
EBV,即埃波斯坦病毒(Epstein-Barr Viruses):基因组为大约160kb的双链DNA。它是一种人疱疹病毒,能引起许多疾病。如感染性单核细胞增多症、鼻咽癌、淋巴瘤等。EBV宿主范围窄,体外实验表明,这种病毒可导致B淋巴细胞癌。其致癌的基因是BNLF-1,编码一种膜蛋白。淋巴细胞是EBV的天然宿主,EBV对B细胞有天然的亲和力并可使其发生转化并增殖。与通常在体外使用的B细胞活化剂引起的B细胞的暂时的一过性分裂不同,EBV转化的淋巴细胞是一种非裂解型细胞:病毒感染后不能在细胞体内复制后代,但能整合在宿主细胞基因组上,一部分整合了病毒基因组的细胞发生转化,其性状及生长特征发生改变。
EBV、HPV等人疱疹病毒并不携带一整套诱导宿主细胞性状发生巨大变化的基因,它们只是启动与细胞转化有关的一系列事件的发生,而这些事件的发生需要细胞内蛋白质来实现。从某种意义上来说,这些病毒只是扳动了改变靶细胞生长特性的调控开关。它们的转化活性来源于病毒基因组中的某些特殊基因,就是癌基因。如EBV中的BNLF-1,是一种晚期基因。这些癌基因在病毒早期的裂解循环中,参与病毒颗粒的复制;当转化发生时,它们整合进入淋巴细胞的基因组中,持续表达癌蛋白(oncoproteins),引起细胞无限制分裂等肿瘤样改变,遂形成淋巴母细胞系。在正常人群中约90%以上个体在儿童期都曾感染过EB病毒,其体内有很好的抗EB病毒免疫功能。在体外建立淋巴母细胞系的同时,有时会引起曾感染过EB病毒者T淋巴细胞的免疫应答,使已被EB病毒感染的B淋巴细胞迅速退化,造成B淋巴细胞死亡,导致建系成功率降低(30%~40%)。
环胞霉素A( CyclosporinA)是一种免疫抑制剂,其主要作用是特异性抑制T淋巴细胞中的RNA聚合酶,使T淋巴细胞失去了对EB病毒感染的免疫反应,从而有效地防止已转化的B淋巴细胞的退化。如果在转化的淋巴细胞培养液中加入少量环胞霉素A,就可以引起细胞无休止的分裂和DNA无限的合成,即形成具有无限繁殖能力的永生淋巴母细胞系。EBV在体外有环胞霉素A参与下,对B细胞的转化效率很高,一般都能达到80~100%。这虽然已经是一种常规的人类细胞建株方法,但因其操作流程繁琐、试剂昂贵(环胞霉素A)的特点,限制了该方法的广泛应用。
三、 我们能够做什么?
上海赛瑞格生物科技有限公司为满足临床遗传学研究和疾病基因组研究的需要,根据现有条件,完成了一套用血量少、操作简便、高效的转化流程,建立了EBV转化淋巴细胞和大量保存细胞的技术平台。用此方法对各种遗传病患者的外周血进行处理,可永久保存遗传病标本并建立遗传种质库。
EBV转化相关因素以及转化失败的原因:标本来源的个体年龄与细胞增殖状况存在明显相关。一般年龄越小增殖周期越短,转化成功率越高。此外转化成功与否还与病患的B细胞数量,所患疾病如病毒感染、免疫缺陷等有关。此外,基于EBV转化细胞的机理,用此方法得到的细胞不适于癌基因表达研究。