出国看病科普细胞融合实验显示肿瘤表型是隐性的

  • 2021-07-17 14:39:01

出国看病科普细胞融合实验显示肿瘤表型是隐性的


20世纪70年代的肿瘤病毒研究发现这些感染因素携带大量致癌基因,尤其是病毒癌基因。病毒基因组被转入正常细胞后,这些基因将起决定性作用。一种肿瘤病毒基因组转入正常细胞后会引起这个细胞发生转化。这就意味着,尽管被感染的细胞内维持细胞正常增殖的基因仍然存在并表达,但细胞行为主要受病毒癌基因支酪这是因为病毒癌基因会使这些细胞基因失效,也就是说病毒基因具有所谓的显性表型特性,因此能够引起细胞转化。这提示肿瘤细胞的生长与正常细胞生长相比是显性表型,因此可以认为正常细胞的生长是隐性的

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然而当时就有人对上述观点持怀疑态度,此外20世纪80年代的一些研究结果也为这一质疑提供了支持证据,即人类大多数肿瘤并不是肿瘤病毒感染的结果。这使得很多人更加确信人类肿瘤遗传学的根本性问题并未解决。如果人类肿瘤并不是由肿瘤病毒引起的,那么对这些肿瘤病毒的研究结果就可能与了解人类肿瘤发生并无本质的相关性,在这种情况下,我们需要摒弃所有关于肿瘤起源的预判,转而承认肿瘤细胞表型是显性的与隐性的概率均等。


发现肿瘤相关的隐性等位基因的重要线索最初来源于英国牛津大学的实验。只有一对等位基因共存于同一细胞或器官时,该对等位基因的差别所在和特定表型才会呈现。根据孟德尔遗传定律,当显性等位基因与隐性等位基因共存时,显性等位基因胜出,细胞呈现显性等位基因所代表的表型。


细胞融合技术非常适合于将维持正常生长的等位基因与导致恶性增殖的等位基因放入同一体系,观察他们表型的外显能力。在这一实验过程中,将两种不同表型的细胞(经常是不同基因型)进行共同培养。然后用一种试剂使单层相邻细胞的细胞膜发生融合。融合试剂通常是化学试剂(如聚乙二醇)或病毒糖蛋白(如副黏病毒科的Sendai病毒表面糖蛋白)。融合剂可以使两个相互靠近且细胞膜相互接触的细胞融合成一个拥有同一个细胞膜的双核大细胞,即所谓的合体细胞。如果大量单层细胞相互之间碰巧非常接近,那么经融合试剂处理后,它们的细胞膜就可能融合,形成单一的合体细胞——一个拥有巨大细胞膜的多核细胞。


由于这些融合剂的作用是非特异性的,融合细胞的细胞核既可以来源于相同的亲本细胞,又可以来源于不同类型的亲本细胞。如果两种不同来源的细胞发生融合,形成的杂交细胞称为异核体,即包含有遗传学不同的两种细胞核。通过遗传学方法可以筛选携带两种不同遗传学细胞核的融合细胞,同时去除无法融合或携带两个相同细胞核的细胞。例如,每种细胞可能携带一种遗传学标志,使其对某种原来敏感的抗生素产生抗性。在这类试验中,两种细胞混合并用融合试剂处理后,同时暴露尸两种抗生素只有异核体细胞才可以存活下来。

        

携带多个细胞核的细胞通常无法存活,而双核细胞却往往可以存活并继续生长。当进入有丝分裂期,两个核膜破裂,两对染色体进入有丝分裂期,最终产生的每个子代细胞会形成一个单独的细胞核,而这个细胞核内含有来源于两个亲本细胞的染色体。


一些杂交细胞完全接受了来源于两个亲本细胞的基因组,形成四倍体细胞。这恶电胞携带的染色体数目远远多于其生长和存活所需的染色体数,因此在随后的培养繁殖过程中,会逐步丢掉一部分染色体,逐渐形成亚四倍体甚至三倍体细胞。有时候,来源于一个亲本细胞的染色体会被优先清除。例如,将人类细胞和小鼠细胞融合,后代杂交细胞会逐渐清除人类细胞染色体,最后只残存很少一部分来源于人类基因组的染色体,


利用细胞融合技术可以获得来源于不同物种的杂交细胞,甚至包括人鸡细胞的杂合体。将&期细胞与M期细胞融合,可以观察哪个细胞周期起决定性作用。将未分化细胞与分化细胞融合,以确定哪种细胞表型起决定性作用。然而,我们只关注其中一种类型的实验结果:正常细胞与肿瘤细胞的杂合体细胞将如何生长?

当时人们更愿意相信肿瘤是一种强效的显性表型,当与正常细胞融合在一起时,将产生与正常细胞截然不同的生长模式。然而有理不在声高。大量实验证据表明,当肿瘤细胞与正常细胞融合后,将产生的四倍体或亚四倍体杂交细胞注射入合适的宿主动物体内,发现这些细胞将失去肿瘤形成能力。这个出乎意料的结果表明相对于德生型生长表型来说恶性细胞表型是隐性的。


通过肿瘤病毒感染得到的转化细胞与正常细胞进行杂交在这些实验中是一个典型的特例。在这种情况下,通过导入特定病毒癌基因所得到的肿瘤细胞与正常细胞杂交后,其恶性表型占主导地位。因此肿瘤与正常细胞表型的理论得到了补充和完善:非肿瘤毒来源的肿瘤细胞与正常细胞融合后,其恶性表型是隐性的。



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