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海拉细胞对科学的贡献

HeLa细胞的多光子荧光图像,被肌动蛋白结合毒素phalloidin(红色)、微管(青色)和细胞核(蓝色)染色。图源:美国国立卫生研究院(创建者:Tom Deerinck, NIGMS, NIH)

1951年,年仅31岁的亨丽埃塔·拉克斯(Henrietta Lacks)死于一种侵袭性宫颈癌,距她首次因子宫“结”在约翰·霍普金斯大学寻求治疗仅10个月。在医院治疗期间,从她的子宫颈中提取了癌变组织样本。这些细胞继续成为被称为海拉的不朽细胞系。

海拉细胞是不朽的,因为它们有一种过度活跃的酶端粒酶这种蛋白可以防止染色体端粒缩短,从而防止细胞衰老和细胞死亡。与其他癌细胞相比,HeLa细胞增殖速度异常快,并具有污染其他细胞系的能力。

多年来,海拉细胞使世界各地的科学家在科学和医学上取得了巨大的飞跃。以下是其中五个杰出的贡献。

1.根除脊髓灰质炎


乔纳斯·索尔克(Jonas Salk)在20世纪50年代初研制出了脊髓灰质炎疫苗,但一直在努力寻找一种实地试验的方法,因为传统上使用的恒河猴细胞对如此大规模的研究来说太昂贵了。1952年,HeLa细胞被发现既容易感染脊髓灰质炎,又不会被脊髓灰质炎杀死,这使它们成为理想的宿主细胞来源。海拉细胞培养生产实验室在塔斯基吉大学(Tuskegee University)建立,在鼎盛时期,该地区每周能运送2万个试管。我们现在在全球根除小儿麻痹症的道路上走了99%


2.改进的细胞培养方法


在塔斯基吉大学大规模生产和分发用于脊髓灰质炎疫苗测试的海拉细胞期间,首席研究员布朗和亨德森开创了新的细胞培养方案,如使用橡胶衬里的螺旋盖瓶和管和严格的QC措施。HeLa细胞对温度敏感的特性也促使研究人员使用多个孵化器,并引入了新的运输解决方案,如等温和绝缘集装箱。

Gartler的发现海拉细胞可以通过空气传播并污染其他培养物,在这方面取得了巨大的进步细胞培养以防止进一步代价高昂的交叉污染。


3.染色体计数

丽贝卡·斯克鲁特在她的书中写道,亨丽埃塔·拉克斯的不朽生命,怎么了?1953年在德克萨斯州的实验室混合意外地使研究人员能够清楚地看到并计算他们所研究的海拉细胞中的每一条染色体。在这一发现之后,Tijo和Levan开发了一种染色和计数染色体的技术,证明人类体细胞具有23对染色体,而不是之前认为的24。这对医学诊断具有重要意义,因为偏离23对染色体与各种遗传疾病有关,例如21三体和唐氏综合症。


4.基因组的映射


哈里斯和沃特金斯创造了1965年首次人兽杂交通过融合海拉细胞和小鼠细胞。尽管当时公众充满恐惧和不确定性,但这一成就使基因映射到特定染色体的研究取得了巨大进展,并在后来的几年里,实现了人类基因组计划。

5.人乳头瘤病毒(HPV)疫苗


在20世纪80年代,亨丽埃塔的细胞被哈拉尔·祖尔·豪森发现含有HPV-18,他后来赢得了一个因为他的发现获得了诺贝尔奖HPV与子宫颈癌的关系随后的工作导致了HPV的发展疫苗目前,许多国家都在使用这些疫苗来保护年轻女孩免受与宫颈癌相关的HPV感染。估计表明,HPV疫苗接种将有助于减少死于疟疾的人数宫颈癌减少70%

除了这五个例子,海拉细胞还参与了许多其他突破性的科学和医学进展,从第一个成功克隆的细胞,到第一个被送入太空的人类细胞。海拉细胞今天仍在实验室中广泛使用,这使得它们的贡献可能会继续增长。
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安娜·麦克唐纳
安娜·麦克唐纳
科学作家
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