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磷酸化修饰组学揭示T2D iMyos细胞系多维度的信号缺陷网络表征肌肉胰岛素抵抗
PTMBio 2020-9-28 12:18
发布时间: 2020年9月3日 题目: A Cell-Autonomous Signature of Dysregulated Protein Phosphorylation Underlies Muscle Insulin Resistance in Type 2 Diabetes(细胞蛋白磷酸化水平的失调可揭示2型糖尿病的肌肉胰岛素抵抗) 期刊:Cell Metabolism 影响因子: 21.567 作者及单位 :美国哈佛医学院以及丹麦、瑞典等多国科学家 主要结论: 磷酸化组学检测展示了T2D iMyos中的多维度信号缺陷网络,为T2D细胞机制研究提供了新维度。 二型糖尿病 (type 2 diabetes, T2D) 是一种与遗传因素和环境因素均密切相关的复杂代谢性疾病,而胰岛素抵抗是其最重要的病理生理学特征之一。 胰岛素抵抗 通常指胰岛素受体或受体后缺陷导致的机体循环中生理量胰岛素不能发挥正常作用的现象。已有大量证据表明,T2D患者的后代(其中最终发展为T2D的人群)会在确诊为T2D之前很多年就存在胰岛素抵抗的现象,这更加说明胰岛素抵抗对于疾病发生发展的重要性。 胰岛素抵抗可以发生在机体的神经、心脏、血管、脂肪、肝脏及肌肉等多个器官,而 骨骼肌 是最先发生胰岛素抵抗的部位。尽管大家意识到骨骼肌胰岛素抵抗在T2D发展中的重要作用,但是目前对于其深层分子机制的了解仍不清晰,我们仍然无法判断它是细胞自主性信号缺陷的结果,抑或是多器官密切交叉所导致的系统性变化。 磷酸化修饰 在胰岛素分泌等糖尿病相关研究内容中已经得到了大量关注,但是其骨骼肌胰岛素抵抗中是否发挥作用仍然缺乏全面深入的探讨。 诱导多能干细胞 (iPSCs)拥有与胚胎干细胞一样的发育全能性,能分化成任何一种细胞,已经因其特殊性被应用到了诸多人类疾病的研究中,例如帕金森、先天性耳聋、肾脏疾病、眼系疾病等。作者此前已经通过特殊技术成功构建了具有胰岛素抵抗特征的iPSC细胞系,甚至由iPSC转化的骨骼肌成肌细胞系iMyos。这些材料的获得为深入研究胰岛素抵抗机制问题提供了便利,并排除了在机体中复杂环境所带来的其他干扰。 近日,来自美国哈佛医学院以及丹麦、瑞典等多国科学家联合在著名学术期刊 Cell Metabolism(IF=21.567) 上发表论文, 通过磷酸化修饰组学对二型糖尿病患者的骨骼肌胰岛素抵抗问题进行探讨。 作者除了发现诱导培养的T2D iMyos表现出了与人类疾病相似的多种缺陷以外,还通过磷酸化组学检测展示了T2D iMyos中的一个多维度的信号缺陷网络。 文献速读 1、T2D来源的iMyos表现出胰岛素抗性 作者分别用葡萄糖耐受健康人和二型糖尿病患者来源的iPSCs诱导转化为骨骼肌成肌细胞iMyos(各包括8个独立个体来源的样本)开展实验 (样本策略) 。通过一系列检测,作者发现T2D来源iMyos表现出与临床患者相似的生理缺陷现象,比如 胰岛素信号通路受损、葡萄糖摄取减少以及线粒体呼吸受损等 (图 1),充分证明了iMyos能够模拟真实T2D患者骨骼肌代谢特色。 图1 T2D来源iMyos映射出与患者相同的代谢特色 2、磷酸化组学揭示T2D来源iMyos中关键信号通路失调现象 为了从分子层面更全面深入的了解T2D患者胰岛素抗性的信号缺陷等问题,作者对共16组iMyos样本(8v8)分别进行了胰岛素刺激/不刺激之后的磷酸化组学检测 (质谱策略) 。所有样本中共定量到29,000多个磷酸化位点,其中1,172个位点出现显著的表达差异,且聚集为四个主要的由糖尿病以及胰岛素刺激形成的反应组别(图 2)。在胰岛素反应类别中, 共有125个磷酸化位点在刺激后发生表达量上调 ,其中包含了一些知名的参与到胰岛素信号通路的激酶,比如AKT、mTOR等。而糖尿病并没有引起整个胰岛素反应网络的破坏,而是 特异性的影响到某些上游(IRS1, IRS2)和下游(AKT, mTOR)信号通路部分 。 图2 磷酸化组学揭示T2D来源iMyos关键信号通路失调现象 3、磷酸化对T2D来源iMyos关键细胞功能的干扰 通过对磷酸化组学数据的分析,作者不仅发现磷酸化对糖尿病相关重要信号通路的影响,还发现其在一些关键细胞功能中的重要参与作用。相对于对照组,T2D来源iMyos中分别有361和371个位点表现出磷酸化水平显著下调和上调。 下调蛋白主要集中于mRNA剪切、囊泡运输、基因转录等生物学过程中 ,包括一些关键剪切体SF3B2等均发生磷酸化水平下调。而 上调蛋白主要富集到信号转导、染色质重塑等过程中 ,包含一些知名的酰基转移酶KAT7、HDAC1和甲基转移酶SETD1A均发生修饰水平上调(图 3)。 图3 磷酸化对T2D来源的iMyos关键细胞功能的干扰 综上所述,磷酸化在T2D中的参与体现在精准性与基础性两个方面。一方面对胰岛素相关信号通路进行精准调控,一方面对细胞基础生物学过程如mRNA代谢和剪切、染色质重塑、囊泡运输等进行调控(图 4)。 图4 磷酸化对T2D的全面调控 小结与展望 本文基于高分辨质谱的磷酸化修饰组学探讨了二型糖尿病患者的骨骼肌胰岛素抵抗问题。研究发现 诱导培养的T2D iMyos映射出与人类疾病相似的多种缺陷 外,包括胰岛素信号的转变、胰岛素刺激导致的葡萄糖摄取减少以及线粒体氧化降低等。更加令人瞩目的是,该研究展示出了 T2D iMyos中的一个多维度的信号缺陷网络 。这个复杂网络不仅包括了传统认知的典型胰岛素信号级联问题,还意外展现出了Rho-GTPase调节、mRNA剪接和处理、囊泡运输、基因转录和染色质重塑等过程。 这种细胞自主性的蛋白质磷酸化网络失调现象为研究T2D深层细胞机制问题打开了一个新的维度。 参考文献: 1,Thiago M. Batista et al., 2020, A Cell-Autonomous Signature ofDysregulated Protein Phosphorylation Underlies Muscle Insulin Resistance inType 2 Diabetes, Cell Metabolism. 本文由 景杰学术 团队报道,欢迎转发到朋友圈。如有转载、投稿、等其他合作需求,请文章下方留言,或添加微信ptm-market咨询。
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中国仓鼠卵巢细胞系(CHO细胞)简史
热度 5 自我源于思考 2018-3-5 09:52
生物制药离不开细胞表达系统,而最常用的细胞系则是中国仓鼠 卵巢 细胞( Chinese hamsters Ovary, CHO 细胞)表达系统,这一细胞系又是如何从中国仓鼠中分离建立并应用于生物制药的呢? 了解这一细胞系的历史,对细胞学界、生物制药业有很大启示。 1919 年,北京协和医学院的 E.T. Hsieh 博士,在进行肺炎球菌感染研究时,一时找不到实验室小鼠,便到北京郊外抓了一些中国仓鼠( Chinese hamsters )带到实验室做动物模型。 1924 年,在协和工作的 Jocelyn Smyly 与同事 Charles Young 发现中国仓鼠可以非常容易地制备寄生虫感染模型,如黑热病(利什曼病)等。 1928 年,协和医学院的 Marshall Hertig 运送了 150 只中国仓鼠到哈佛医学院,希望建成一个品系,但驯养失败了。 1943 年, Guido Pontecorvo 在低倍显微镜下观察中国仓鼠,他只发现了 14 条染色体(实际为 2n=22 ),比起其它常用的实验动物(小鼠的 40 条和大鼠的 42 条)要少,这使得中国仓鼠成为一个很好的研究染色体的对象。 1948 年,美国北部最大的实验动物供应商 Victor Schwentker 了解到中国仓鼠很有价值,却难以在实验室传代(驯养),于是他嘱托正在中国的美国医生 Robert Briggs Watson(1903-1978) 带几头来。 Watson 正在参加洛克菲勒基金会研究亚洲疟疾的医学计划,当时正在南京。于是 Watson 向协和医学院的 Cheng Hsiang-Hu胡正祥教授(1896-1968) 求助,后者把 20 只中国仓鼠(雌雄各半)装在笼中,赶在北京被解放之前运至南京。 1948 年 12 月 6 号, Watson 带着这 20 只中国仓鼠,赶在南京解放之前来到上海,并从上海把这批中国仓鼠运至美国旧金山,然后再运至纽约,成功交给了 Victor Schwentker 。后来 Watson 又到南美等地进行医学研究。而 Schwentker 于 1949 年初在纽约收到中国仓鼠后,经过两年的驯养,成功地把它变成一种实验室动物的品系。 哈佛大学的 George Yerganian 得到有中国仓鼠供给消息,立即应用这一动物研究染色体,他用更好的显微镜发现中国仓鼠有 22 条染色体,不是 Pontecorvo 报道的 14 条。但这也比大鼠和小鼠的染色体少得多。 Yerganian 在养中国仓鼠时,创新了一套自己的饲养方法,并把方法公开,但这一动物仍然难以饲养,在相当长的时期内, Yerganian 成为了美国中国仓鼠的唯一供应商。 1983 年,他成立 Cytogen Research and Development, Inc. 公司,无偿为研究机构提供中国仓鼠。 1943 年, Wilton Earle 和 NCI 的同事建立了一个混杂基因小鼠的细胞系( mouse L )可以持续传代, 1948 年, Earle 的实验室又建立了一个同基因的小鼠细胞系 mouse L 292 。 1951 年, Johns Hopkins 大学医学院的 George Gey 又建立了人的永生细胞系 HeLa 细胞。 1955 年, Colorado 大学的 Theodore Puck 分离得到了单克隆的 HeLa 细胞系。 Puck 实验室随后开展各种各样的哺乳动物体外培养技术研究。 1957 年, Puck 向 Yerganian 订购了中国仓鼠,后者派出一位中年妇女,把中国仓鼠放在手提篮里,乘坐 2 天火车送到了 Puck 实验室。 Puck 和同事 Fa-Ten Kao 通过分离中国仓鼠卵巢细胞体外培养,得到了 CHO-K1 细胞系,这是一上皮贴壁生长型细胞,培育方便。他们把 CHO 细胞免费供给需要的研究机构,使得这一细胞系成为了研究细胞生物学的基本工具之一。 1976 年, 斯坦福大学的罗伯特·席姆克( Robert Schimke )和学生弗雷德·阿尔特( Fred Alt )在研究细胞对肿瘤药物耐药时发现了基因扩增现象,他们发现甲氨喋呤抑制细胞的二氢叶酸还原酶( dihydrofolate reductase , DHFR ),而耐药细胞则会十倍甚至百倍地表达这一基因。他们分析,这一酶基因表达抑制后可以反向调节细胞基因加速表达 DHFR 基因。 1980 年,哥伦比亚大学的劳伦斯·蔡辛( Lawrence Chasin )和盖尔·乌尔劳布( Gail Urlaub )等发现中国仓鼠卵巢细胞 -DUKX ( Chinese hamster ovary cells-DUKX , CHO-DUKX )中没有 DHFR 酶基因【 1 】。 1982年,罗伯特·席姆克的学生兰迪·考夫曼( Randy Kaufman )来到 MIT 的 菲尔·夏普( Phil Sharp )实验室读博后。考夫曼希望在 CHO 细胞中表达 DHFR 酶基因并连接其它基因蛋白,当细胞培养基内含有甲氨喋呤( MTX )时,二氢叶酸还原酶被抑制,通过反馈调节,使得该基因自我扩增,连带其上下游 100-1000kb 的基因都会扩增。这一设想被随后的实验证实了。不过,夏普并没有申报专利,认为哥伦比亚大学的基因表达系统已经覆盖了这一领域。所以夏普参加的百健公司也没有用哺乳动物细胞表达系统生产干扰素,而是与合作伙伴先灵葆雅公司( Schering-Plough )一起采用了大肠杆菌。 但在基因泰克公司,另一位席姆克实验室人员克里斯 ·西蒙森( Chris Simonsen )帮助阿瑟·莱文森实现了在 CHO 细胞中表达生产 DHFR 基因及蛋白,并于 1983 年 1 月申报了专利。而兰迪·考夫曼因为没有申报专利,他于 1983 年底到一家波士顿基因研究机构工作,在那里他用 CHO 细胞表达生长激素、 EPO (促红细胞生成素)、组织活化遗传因子 tPA (组织型纤溶酶原激活剂 )、凝血八因子等人生物蛋白。 当基因泰克公司的tPA进入临床后,生产负责人比尔·杨( Bill Young )开始考虑大规模生产的问题,但当时哺乳动物培养都是实验性的小规模培养,从礼来公司跳槽来到的吉姆·斯沃茨( Jim Swartz )开始把培养大肠杆菌的发酵罐应用到哺乳动物细胞中去。他们又从宝来威康( Burroughs Wellcome )公司挖来三位大规模发酵生产疫苗的工艺专家,共同组建了一支哺乳动物细胞发酵工艺研究团队。经过几年的努力,哺乳动物细胞发酵工艺成熟了。 1987 年,基因泰克公司的 tPA 被 FDA 批准,这是第一个 CHO 细胞表达的上市药品【 2 】。 从这时开始, CHO 细胞作为哺乳动物蛋白表达系统全面走入制药行业。 CHO 细胞大规模培养技术及其生物反应器工程可广泛应用于抗体、基因重组蛋白质药物、病毒疫苗等生物技术产品的研究开发和工业化生产。 通过几十年的发展, CHO 细胞已成为生物技术药物最重要的表达或生产系统,成为了基因工程和生物制药的重要工具。而相应的发酵工艺的提高,也类似芯片中的摩尔定律,在短短几十年间,已经从最初的毫克级提高到了今天的十克级。 2013 年,在当年 20 个最畅销的生物药中,有 11 个是用 CHO 细胞表达的。据估计,如今用 CHO 细胞表达的药品份额已经占到数千亿美元。 参考文献: 1、Urlaub G; Chasin LA. Isolation of Chinese hamster cell mutants deficient in dihydrofolate reductase activity . Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 1980-07, 77 (7): 4216-4220. 2、彭雷 . 极简新药发现史 . 北京 . 清华大学出版社 . 2018.
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NC——科学家开发中枢外细胞系删除技术
CZC 2017-4-29 23:18
NC——科学家开发中枢外细胞系删除技术 简介 在细胞上表达白喉毒素受体,可以特异性的删除某类细胞,比如在GABA能神经元上表达DTR,然后在给予DT之后就会导致该类神经元的丢失。但是最近科学家找到了一种方法,可以只删除外周的细胞系,而对中枢内的细胞系没有影响。以下是摘要: Conditional expression of diphtheria toxin receptor (DTR) is widely used for tissue-specific ablation of cells. However, diphtheria toxin (DT) crosses the blood–brain barrier, which limits its utility for ablating peripheral cells using Cre drivers that are also expressed in the central nervous system (CNS). Here we report the development of a brain-sparing DT, termed BRAINSPAReDT, for tissue-specific genetic ablation of cells outside the CNS. We prevent blood–brain barrier passage of DT through PEGylation, which polarizes the molecule and increases its size. We validate BRAINSPAReDT with regional genetic sympathectomy: BRAINSPAReDT ablates peripheral but not central catecholaminergic neurons, thus avoiding the Parkinson-like phenotype associated with full dopaminergic depletion. Regional sympathectomy compromises adipose tissue thermogenesis, and renders mice susceptible to obesity. We provide a proof of principle that BRAINSPAReDT can be used for Cre/DTR tissuespecific ablation outside the brain using CNS drivers, while consolidating the link between adiposity and the sympathetic nervous system. 1.将DT PEG化后的BRAINSPAReDT可以产生相似的细胞毒性 2.BRAINSPAReDT可以选择性删除周围神经元而对中枢无影响 3.BRAINSPAReDT可以防止PD样的运动缺陷 4.科学家选择性删除交感神经元 经典文章回顾 帕金森病患者的康复治疗 帕金森病患者的疾病预防和保健常识 10条老年性痴呆患者的护理常识 四条建议教老年人预防老年性痴呆 老年性痴呆患者的饮食禁忌和饮食调理 2016年阿尔茨海默病10大研究进展 2016年帕金森病10大研究进展 你对老年性痴呆症到底懂多少? 地中海饮食最健康的神经科学分析 八种食物提高记忆力,增强脑活力! 预防老年性痴呆症,先从这些小事做起! 睡眠不足增加肥胖风险的神经科学解释 运动是大脑的最佳保健品 预防痴呆和脑中风,减少PM2.5是我们可以做的 益生菌也能够治疗痴呆、抑郁症和精神分离症? 喜欢我,关注我 拉到最上方标题下,点击上方蓝字关注 搜索公众号名称:神经科学临床和基础 也请你推荐给你身边的医学朋友,感谢你~
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猪MNSFβ稳定表达细胞系的建立及促凋亡功能研究
ericmapes 2017-4-25 16:53
猪MNSFβ稳定表达细胞系的建立及促凋亡功能研究 王亚平 硕士论文张德礼《西北农林科技大学》 2015年 http://xueshu.baidu.com/s?wd=paperuri%3A%28bafb6ed5db41c2c0c4eb4a511da43804%29filter=sc_long_signtn=SE_xueshusource_2kduw22vsc_vurl=http%3A%2F%2Fcdmd.cnki.com.cn%2FArticle%2FCDMD-10712-1015333023.htmie=utf-8sc_us=7809710059782826907 【摘要】: 单克隆非特异性免疫抑制因子-β(MonoclonalNonspecificSuppressorFactorβ,MNSFβ)是一种在机体内广泛分布的非抗原特异性免疫抑制因子,又是一种新的细胞凋亡调节因子和潜在的肿瘤抑制因子,可与不同的靶蛋白结合调控信号通路,在免疫调节和细胞凋亡过程中发挥重要作用。近年来在小鼠上被广泛研究,但其功能在猪中鲜有报道,猪是一种比小鼠更理想的医学实验动物模型,对猪MNSFβ(pMNSFβ)基因的研究将为人类MNSFβ基因及相关疾病的研究提供重要的理论支持。本论文主要针对pMNSFβ基因的促凋亡功能展开研究,探究pMNSFβ是否与pBCL-G发生相互作用以及pMNSFβ与pBCL-G结合对细胞凋亡的影响。本研究获得的研究结果如下:1.通过瞬时转染和新霉素(G418)筛选稳定表达GFP-pMNSFβ猪脐静脉血管内皮细胞株(SUVEC),经倒置荧光显微镜观察和westernblot鉴定,稳定表达GFP-pMNSFβ的SUVEC细胞株构建成功。2.免疫共沉淀实验表明,pMNSFβ与pBCL-G蛋白能够发生相互作用。3.通过形态学观察和细胞核染色发现,随着星孢菌素(STS)浓度的提高,皱缩、变圆、脱落、体积缩小,Hoechst33342染色的细胞核内呈现亮蓝色荧光等典型细胞凋亡特征越来越明显,细胞凋亡的数量也相应增多。而且与对照组(GFP)相比,实验组(GFP-pMNSFβ)的细胞凋亡特征更明显。4.用AnnexinV-PE与PI进行双重染色结合流式细胞术分析表明,稳定表达的pMNSFβ蛋白对STS诱导的细胞凋亡具有显著的促进作用;pBCL-G与pMNSFβ蛋白共表达协同促进STS诱导的细胞凋亡。综上所述,本论文首次通过实验获得稳定表达GFP-pMNSFβ的SUVECs细胞株,证明了pMNSFβ能够促进STS诱导的细胞凋亡,阐明了pMNSFβ与pBCL-G蛋白能够发生相互作用,且pMNSFβ与pBCL-G蛋白对STS诱导的细胞凋亡有协同促进作用。 【关键词】: 猪MNSFβ基因 猪BCL-G基因 蛋白-蛋白相互作用 细胞凋亡 【学位授予单位】: 西北农林科技大学 【学位级别】: 硕士 【学位授予年份】: 2015 【分类号】: S852.2 【目录】: 摘要 5-6 ABSTRACT 6-9 第一章文献综述猪单克隆非特异抑制因子(pMNSFβ)基因功能的研究进展 9-19 1.1泛素样蛋白概述 9-11 1.2细胞凋亡 11-13 1.2.1细胞凋亡机制的研究进展 11-12 1.2.2BCL‐G蛋白与细胞凋亡 12-13 1.3MNSFβ基因的研究进展 13-18 1.3.1MNSFβ基因的发现背景及结构特点 13-14 1.3.2MNSFβ的表达分布及其定位 14 1.3.3MNSFβ基因的功能 14-17 1.3.4MNSFβ在母‐胎界面免疫调节中的作用 17-18 1.4本研究的目的和意义 18-19 第二章稳定表达猪MNSFβ蛋白细胞株的建立 19-24 2.1材料 19-20 2.1.1细胞株和载体 19 2.1.2主要试剂耗材 19-20 2.1.3主要仪器 20 2.2方法 20-21 2.2.1无内毒素重组载体的提取 20 2.2.2细胞转染 20 2.2.3G418对SUVEC细胞最佳筛选浓度的确定 20 2.2.4稳定表达GFP‐pMNSFβ蛋白细胞株的筛选 20 2.2.5Westernblot检测稳定表达GFP‐pMNSFβ细胞株稳定性 20-21 2.3结果 21-23 2.3.1稳定表达GFP‐pMNSFβ蛋白细胞株的荧光鉴定 21-22 2.3.2稳定表达GFP‐pMNSFβ蛋白细胞株的稳定性检测 22-23 2.4讨论 23 2.5小结 23-24 第三章猪MNSFβ蛋白与猪BCL-G蛋白的相互作用研究 24-33 3.1材料 24-25 3.1.1细胞、载体和菌种 24 3.1.2主要试剂耗材 24 3.1.3主要仪器 24-25 3.2方法 25-28 3.2.1真核表达载体pCMV‐HA‐MNSFβ的构建 25-27 3.2.2间接免疫荧光检测myc‐pBCL‐G和HA‐pMNSFβ融合蛋白在真核细胞中的表达 27-28 3.2.3myc‐pBCL‐G和HA‐pMNSFβ融合蛋白在真核细胞中的表达鉴定 28 3.2.4pBCL‐G与pMNSFβ蛋白相互作用的免疫共沉淀试验 28 3.3结果 28-31 3.3.1pMNSFβ基因真核表达载体的鉴定 28-29 3.3.2间接免疫荧光检测myc‐pBCL‐G和HA‐pMNSFβ融合蛋白在真核细胞中的表达 29-31 3.3.3pBCL‐G能够与pMNSFβ蛋白相互作用 31 3.4讨论 31-32 3.5小结 32-33 第四章猪MNSFβ与BCL-G相互作用对STS诱导的细胞凋亡的协同促进作用 33-40 4.1材料 33-34 4.1.1细胞与载体 33 4.1.2主要试剂耗材 33-34 4.1.3主要仪器 34 4.2方法 34-35 4.2.1用STS对稳定表达pMNSFβ的SUVEC细胞进行诱导 34 4.2.2细胞形态学观察和Hoechst33342染色 34 4.2.3STS诱导的稳定过表达pMNSFβ蛋白的SUVEC细胞凋亡检测 34 4.2.4STS诱导的共表达pMNSFβ和pBCL‐G蛋白的SUVEC细胞凋亡检测 34-35 4.2.5统计学分析 35 4.3结果 35-38 4.3.1STS诱导对过表达pMNSFβ蛋白的细胞形态学的影响 35 4.3.2pMNSFβ蛋白能够促进STS诱导的SUVEC细胞凋亡 35-37 4.3.3pMNSFβ和pBCL‐G蛋白能够协同促进STS诱导的细胞凋亡 37-38 4.4讨论 38-39 4.5小结 39-40 结论与创新点 40-41 参考文献 41-47 主要缩略词和中英文对照表(AbbreviationIndex) 47-48 致谢 48-49 作者简介 49
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浪淘沙·海拉细胞系
热度 13 kongmoon 2016-7-23 12:17
子处恶瘤填,六腑株连, 苍天不假海拉年。 病灶培植惊太上,传代长延。 端粒自缝联,株系绵绵, 降癌利剑永直前。 多少期颐接化土,伊旧人间。 1951 年 2 月,罹患宫颈癌的 31 岁黑人妇女 HenriettaLacks 到了美国马里兰州的约翰·霍普金斯医院( The Johns Hopkins Hospital ) 就诊。医生发现,癌细胞已经布满了她的子宫甚至输尿管,虽然经过医生不懈的救治,然而 8 个月后,她还是不幸死于尿毒症。 霍普金斯医院的 George Gey 医生之前取下了她宫颈上一块硬币大小的癌变组织进行培养,他惊讶地发现这些细胞增殖速度极快, 24 小时就会增加一倍!他曾花了近 30 年时间试图通过细胞繁殖在人体外制造出肿瘤细胞,但都失败了,而现在摆在他面前取自 Henrietta Lacks 宫颈癌的细胞让他尝试到了“踏破铁鞋无觅处,得来全不费功夫”的喜悦。 George Gey 曾想过用 Lacks 的原名为之命名,为了防止其他科学家利用 Lacks 和他的家人,他最后取 Henrietta Lacks 姓和名的前两个字母组成的词 Hela 来称呼这组细胞。“海拉”细胞株被迅速地送往世界各地,任何地方的科学家只要需要它,就可以索取。 海拉细胞生长奇快,甚至超越一般癌细胞。海拉细胞经历细胞分裂时可维持端粒酶活性以维持端粒长度,一般细胞的端粒会随着老化而变短,终至细胞死亡。而海拉细胞却拥有端粒修复酶,自动避开海夫力克极限 (Hayflick limit) ,从而达到“永生”。 “海拉”细胞帮助科学家实现了人类科学史上一些最重要的医学突破:化学疗法、克隆、基因组、人工受精等等。到今天,无数科学家还在继续使用“海拉”细胞以期攻克人类未攻克的难题,如癌症、艾滋病、辐射伤害、毒性问题等等,上世纪80年代,德国科学家利用海拉细胞证实了HPV病毒与宫颈癌的因果关系,获1984年诺贝尔奖。21世纪,至少有5项诺贝尔奖与海拉细胞系有关。海拉细胞甚至还被工业用在测试人体对胶带、胶水、化妆品和其他工业品的敏感度上。很多人受益于“海拉”细胞,比如脊髓灰质炎疫苗的研制就与这组细胞关系密切。 如今,拉克丝去世已近 60 年,在实验室里生长起来的“海拉”细胞总量已经是拉克丝本人身体细胞总和的几百兆倍。在《永生的海拉》一书中,作者思科鲁特( Rebecca Skloot )写道,没有办法知道今天究竟活着多少个“海拉”细胞。一名科学家估计,如果可以把所有生长过的“海拉”细胞堆起来的话,它们可能重达 5000 万吨。另一名科学家估计,如果将所有生长过的“海拉”细胞从头到尾排列起来,它们可以绕地球至少三圈,相当于 1 亿多米,而要知道拉克丝本人的身高不过 1.5 米。 针对“海拉细胞”的争议一直存在,但直到《永生的海拉》一书出来人们才了解这位不幸的黑人妇女 Henrietta Lacks ,知道她最后一刻癌细胞已经扩散到了全身,知道她仅仅被安置在普通木棺材里,葬在一处无名的墓地里,到目前我们都不知道她究竟安葬在哪里……但我们知道,当和她同龄的寿星都入土殆尽的时候,她依旧在人间。 电镜下的海拉细胞 美国弗吉尼亚的公路上为了纪念她树立的路牌
个人分类: 生物|7986 次阅读|21 个评论
[转载]日本合成可“剪断”病毒DNA的人工酶
xuxiaxx 2013-2-25 14:24
日本研究人员成功利用人工酶作为“剪刀”,切断了引发宫颈癌的人乳头瘤病毒的DNA,从而遏制了其增殖。这一技术有望应用于治疗由DNA病毒引起的疾病。   宫颈癌是女性最常见的恶性肿瘤,人乳头瘤病毒是引发宫颈癌的主要原因。人乳头瘤病毒是一种球形DNA病毒,所谓DNA病毒是核酸为单链或双链DNA的一种病毒,广泛存在于人、脊椎动物、昆虫体内以及多种传代细胞系中,它无法单独繁殖,必须寄生在活细胞内。   日本冈山大学的一个研究小组人工合成出一种“限制性核酸内切酶”,可以将糖分子与磷酸之间的键结“剪断”,从而将双链DNA“切断”。将这种人工酶植入人类细胞,它就与人乳头瘤病毒的DNA结合在一起,在特定部位将其切断,让病毒的增殖水平降低到通常水平的4%左右。   研究负责人世良贵史说:“即使病毒侵入人体,只要不增殖就不会发病。使用这种人工酶,即使是新型病毒,只要弄清DNA排列的一部分,就可以将其切断,从而容易作为抗病毒药物使用。”   该研究相关论文已经刊登在美国《公共科学图书馆综合卷》上。 来源: http://health.people.com.cn/n/2013/0225/c14739-20589270.html
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细胞系可以做核移植吗?
热度 1 zhangjinami 2012-6-1 15:52
目前建立细胞系主要有三种方法 1 加入原癌基因 2加入端粒逆转录酶基因 3 加入sv抗原 那种细胞可以用作核移植,哪些不可以 干细胞不利于做供体细胞 成熟的上皮细胞比较适合做,因为涉及到一些表观遗传的原因 那么细胞系可以吗?
2358 次阅读|1 个评论
维度创新-带来药物作用机制研究的新视角(RNAi)
热度 1 phenome 2011-1-19 11:02
Nature Chemical Biology 的一篇新论文提出了一种全新的刻画药物作用机制的方式,用RNAi技术产生一系列细胞系,用药物对这些细胞系的“response signature”来反映药物对细胞的作用特征。通过与已知药物“response signature”的相似性搜索,可以预测和鉴定新药物的作用机制(mechanism of action)。 (原文: A mammalian functional-genetic approach to characterizing cancer therapeutics ) 之前,对药物的作用机制或作用靶标的刻画主要有两类方法:一为NCI 60,一为CMAP。对这两套思路的介绍可以参考我们论文中的这段描述: "There are two methods which are commonly used to interrogate the action of compounds on cells. The first method, adopted by the Connectivity Map effort, measures a ‘compound response signature.’ In this approach gene expression signatures are established based on changes in gene expression in response to short term treatment with particular compounds; this response signature can serve as an effective tool for probing the compound(s) mechanism of action (MOA) . A second method is measurement of a ‘drug sensitivity signature’ and is used by various applications based on the National Cancer Institute NCI 60 in vitro drug screen project . The NCI 60 cell lines screen panel has proved to be an effective way to identify drug sensitivity specific biomarkers as the panel has already been comprehensively characterized via profiling at different levels (mRNA, protein, microRNAs, DNA methylation and metabolites etc.)". (全文链接: Pre-Clinical Drug Prioritization via Prognosis-Guided Genetic Interaction Networks ,PLoS ONE 2010) Nature Chemical Biology 这篇文章中的方法大致类似NCI 60的思路,不同点在于:NCI 60是利用自然发生的60中细胞系作为维度,而这篇文章是选择跟细胞生长凋亡密切相关的若干基因(针对肿瘤药物的研究),产生针对性很强的一组细胞系。 NCI 60系列与CMAP系列的最大区别在于前者内涵了表型phenotpype的信息,因此可以满足一些有针对性的任务(比如肿瘤药物筛选)。
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