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[科普中國(guó)]-細(xì)胞融合技術(shù)

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細(xì)胞融合技術(shù)是用自然的或人為的方法,使種類(lèi)不同的兩種生物細(xì)胞直接融合,產(chǎn)生能夠同時(shí)表達(dá)二者有益性狀新雜種細(xì)胞的技術(shù)。自然進(jìn)行的細(xì)胞融合,即卵子和精子受精形成合體,只能發(fā)生在同一種生物或親緣關(guān)系很近的生物種之間。然而,細(xì)胞融合技術(shù)的問(wèn)世不僅為細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)的研究提供了有力的手段,而且開(kāi)創(chuàng)了動(dòng)物、植物育種和工業(yè)生產(chǎn)的新局面。1

簡(jiǎn)介有性繁殖時(shí)發(fā)生的精卵結(jié)合是正常的細(xì)胞融合,即由兩個(gè)配子融合形成一個(gè)新的二倍體。而細(xì)胞融合為在自然條件下或用人工方法(生物的、物理的、化學(xué)的)使兩個(gè)或兩個(gè)以上的細(xì)胞合并形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。其中人工誘導(dǎo)的細(xì)胞融合,在六十年代作為一門(mén)新興技術(shù)而發(fā)展起來(lái)。由于它不僅能產(chǎn)生同種細(xì)胞融合,也能產(chǎn)生種間細(xì)胞的融合,因此細(xì)胞融合技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。基因型相同的細(xì)胞融合成的雜交細(xì)胞稱(chēng)為同核體(homokaryon);來(lái)自不同基因型的雜交細(xì)胞則稱(chēng)為異核體(heterokaryon)。2

融合技術(shù)人工細(xì)胞融合一般都采用化學(xué)和物理因素的誘導(dǎo)技術(shù)。如目前化學(xué)誘導(dǎo)常用促融合劑聚乙二醇(PEG);物理誘導(dǎo)采用電融合。為了改善和提高細(xì)胞融合的有效性,植物和微生物細(xì)胞的融合必須先除去細(xì)胞壁,使其成為原生質(zhì)體。因此,對(duì)于植物和微生物來(lái)講,細(xì)胞融合常被稱(chēng)為原生質(zhì)體融合。細(xì)胞融合技術(shù)是在20世紀(jì)60年代建立和發(fā)展起來(lái)的。1960年,首先發(fā)現(xiàn)兩種不同類(lèi)型的細(xì)胞,在混合培養(yǎng)過(guò)程中,會(huì)自發(fā)融合形成融合細(xì)胞。同時(shí)發(fā)現(xiàn),紫外光滅活的仙臺(tái)病毒可以誘發(fā)艾氏腹水瘤細(xì)胞相互融合。1965年,采用滅活的仙臺(tái)病毒誘導(dǎo)產(chǎn)生了第一個(gè)種間異梭體。一年后,又進(jìn)一步使用仙臺(tái)病毒獲得了能夠增殖的雜種細(xì)胞。此后,人工誘導(dǎo)體細(xì)胞融合方法作為一種新的生物工程技術(shù)已廣泛地用于種內(nèi)、種間、屬間、科間乃至動(dòng)、植物的雜種細(xì)胞的構(gòu)建。該法無(wú)論在生物學(xué)的基礎(chǔ)理論研究方面,或工、農(nóng)、醫(yī)等應(yīng)用方面,均具有廣闊的前景。1

歷史發(fā)展19世紀(jì)30年代,科學(xué)家們相繼在肺結(jié)核,天花,水痘,麻疹等疾病患者的病理組織中觀察到多核細(xì)胞。

19世紀(jì)70年代,科學(xué)家們?cè)谕艿难?xì)胞中也看到了多核細(xì)胞的現(xiàn)象,但是當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制,沒(méi)有給予足夠重視。

1962年,日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)日本血凝型病毒能引起艾氏腹水瘤細(xì)胞融合的現(xiàn)象。

1965年,英國(guó)科學(xué)家進(jìn)一步證實(shí)了滅活的病毒在適當(dāng)?shù)臈l件下也可以誘發(fā)動(dòng)物細(xì)胞融合。

后來(lái)科學(xué)家又成功誘導(dǎo)了不同種動(dòng)物的體細(xì)胞融合,并且能將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成活。細(xì)胞融合技術(shù)不斷改進(jìn),現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于細(xì)胞學(xué),遺傳學(xué),免疫學(xué),病毒學(xué)等多種學(xué)科的研究工作中。

意義價(jià)值細(xì)胞融合不僅可用于基礎(chǔ)研究,而且還有重要的應(yīng)用價(jià)值,在植物育種方面已經(jīng)成功的有蘿卜+甘藍(lán)、粉藍(lán)煙草+郎氏煙草、番茄+馬鈴薯等等。細(xì)胞融合另一個(gè)重要應(yīng)用就是制備單克隆抗體。單克隆抗體可以用作診斷試劑,治療疾病和運(yùn)載藥物,具有準(zhǔn)確,高效,簡(jiǎn)易,快速等優(yōu)點(diǎn)。

⒈理論上說(shuō)任何細(xì)胞,都有可能通過(guò)體細(xì)胞雜交而成為新的生物資源。這對(duì)于種質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)和利用具有深遠(yuǎn)的意義。

⒉融合過(guò)程不存在有性雜交過(guò)程中的種性隔離機(jī)制的限制,為遠(yuǎn)緣物種間的遺傳物質(zhì)交換提供了有效途徑。

⒊體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的雜種細(xì)胞含有來(lái)自雙親的核外遺傳系統(tǒng),在雜種的分裂和增殖過(guò)程中雙親的葉綠體、線粒體DNA亦可發(fā)生重組,從而產(chǎn)生新的核外遺傳系統(tǒng)。

⒋淋巴細(xì)胞雜交瘤和單克隆抗體的制備。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

吳俊文 - 博士 - 廈門(mén)大學(xué)