细胞的永生化通常涉及防止或逆转细胞衰老或衰老的自然过程。使人类细胞永生的一种常见方法是将人端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase ,hTERT)基因引入细胞中,用于创建永生细胞系,且与原代细胞特性相似,核型不改变,无致癌性风险。
端粒是位于真核细胞染色体末端的特殊结构,其长度与细胞分裂次数有关,每进行一次细胞分裂,端粒缩短一次,当端粒缩短到一定程度时,端粒不能保护染色体,细胞就会失去分裂能力,逐渐衰老。
端粒酶是可延长端粒末端的核糖蛋白酶,是逆转录酶,会以自身的RNA为模版,进行延伸端粒末端或合成新的端粒,从而维持端粒长度,以保证细胞的正常分裂。因此,端粒酶在维持端粒稳定、细胞的潜在增殖能力中有很重要的作用。
端粒酶逆转录酶(telomerase reverse transcriptase,TERT)可维持端粒酶的活性,将端粒酶逆转录酶导入原代细胞稳定表达,细胞容易永生化,目前研究最多的为将人端粒酶逆转录酶导入细胞,从而使细胞永生化。
以下是使用hTERT使细胞永生的方法概述:
1.hTERT基因的导入:第一步涉及将hTERT转基因导入靶细胞。这可以通过各种方法实现,例如病毒转导、转染或电穿孔。hTERT基因编码端粒酶,端粒酶负责维持细胞中端粒的长度。
2.端粒酶活性:一旦hTERT基因成功整合到细胞基因组中,它就开始表达端粒酶。端粒酶将重复的DNA序列添加到称为端粒的染色体末端。端粒通常随着细胞分裂而缩短,最终导致细胞衰老。
3.端粒维持:hTERT和端粒酶活性的表达确保端粒随着每次细胞分裂而维持甚至延长。这可以防止细胞衰老或达到Hayflick极限(细胞分裂次数的极限)。
4.永生化:由于端粒的维持,细胞可以无限期地继续分裂,有效地永生化。这些永生细胞可用于各种研究目的,包括研究细胞过程、药物测试和疾病建模。
值得注意的是,尽管永生细胞系是研究中有价值的工具,但它们可能无法准确地代表人体原代细胞的行为。此外,永生化细胞系的使用应仔细控制和验证,以确保其适用于特定的研究应用。
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