細胞工程文獻綜述

1、多克隆細胞系的研究價值J6-1人白血病細胞系30年的研究【摘要】 J6-1細胞系是我國建立的第一株人白血病細胞系,是EBV和HHV-6雙重感染的多克隆細胞系。J6-1細胞系建系30年來,從J6-1細胞克隆了許多細胞因子、受體及其他基因,提供了許多有關(guān)白血病細胞性質(zhì)和功能的信息,從而衍生出多項研究課題,而所有這些顯示出多克隆細胞系特有的研究價值。本文就30年來J6-1人白血病細胞系的研究作一評述,包括J6-1細胞系的異質(zhì)性和多克隆性,J6-1細胞群體的生存機制和J6-1細胞系的異常細胞間通訊及其意義,以及J6-1細胞系的啟示。【關(guān)鍵詞】白血病細胞系、細胞克隆Research Value of M

2、ulti clone Cell Line: A Comment for the 30th Anniversary of J6 1 Human Leukemic Cell Line EditorialAbstract J6-1 cell line is the first leukemic cell line established in China. It is a multi clone cell line infected with both EBV and HHV-6. Many cytokines, receptors and other genes were cloned from

3、J6-1 cell line since its establishment 30 years ago. Valuable information on leukemic characteristics and functions were obtained from the studies on this cell line, which could be categorized into several research subjects. These achievements implied the unique research value of multi clone cell li

4、nes.This comment focuses attention on research advance of the J6-1 leukemic cell line in 30 years, including heterogeneity and multi cloning of J60-1 cells, survival mechanism of J6-1 cell populations, abnormal intercellalar communication of J6-1 cells with its significance and inspiration from J6-1

5、 cell line.Key words leukemic cell line; multi clone cell line; herpes virus infection; leukemic cells characterization、Cells clonedJ6-1細胞系為EBV和人類皰疹病毒 6型(HHV-6雙重感染的多克隆細胞系, 30年來J6-1細胞系提供了大量有關(guān)白血病細胞性質(zhì)和功能的信息,在長期研究中我們體會到多克隆細胞系有其獨特的性質(zhì),應(yīng)該繼續(xù)發(fā)揮其研究價值。J6-1細胞系的研究帶動了對于白血病等一系列疾病的治療,在疾病治療領(lǐng)域奠定了一定的基礎(chǔ)。1、J6-1細胞系的異質(zhì)性和多

6、克隆性1.1 J6-1細胞系的異質(zhì)性從J6-1細胞系建系開始的細胞群體就表現(xiàn)出明顯的異質(zhì)性。培養(yǎng)初期以異型粒系和單核系細胞為主,隨著傳代次數(shù)的增加異型粒系細胞迅速減少,逐漸形成以淋巴樣和單核樣細胞為主的兩大類細胞亞群,并伴有大量雙核鏡影細胞(Reed Sternberg, RS細胞。培養(yǎng)前患者的骨髓標本,電子顯微鏡對其觀察發(fā)現(xiàn)有皰疹病毒樣顆粒,結(jié)合患者發(fā)病時有頸部包塊,推測由Hodgkin淋巴瘤發(fā)展成急性白血病。從建系后的性質(zhì)看J6-1細胞系應(yīng)該分類為Hodgkin淋巴瘤細胞系,按國際上通用的分類,屬人類白血病細胞系。與J6-1細胞系性質(zhì)相似的細胞系有德國學者于1986年建立的Croco II

7、,也是EBV和HHV-6雙感染的人白血病細胞系,由于Croco II感染的是EBV-1型,所以細胞增殖比感染EBV-2型的J6-1旺盛。1.1.1 J6-1細胞系的異質(zhì)性表現(xiàn)多克隆細胞系的研究價值J6-1細胞群體的異質(zhì)性表現(xiàn)在多方面:形態(tài)學觀察大體上可分為淋巴樣細胞、單核樣細胞、RS細胞和多核細胞;表面抗原分析顯示,幾乎所有的J6-1細胞都有HHV-6早期膜抗原的高表達,同時有CD45和CD54以及HLA-DR的表達;按照表面抗原標記可以大體上分為兩個亞群:高表達CD19+和CD20+的B淋巴樣細胞亞群和CD15+的單核樣細胞。值得注意的是J6-1細胞群體中可測出少數(shù)其他系列表面抗原的表達,如

8、GlyA和CD34。有時甚至能分選出少量CD34+細胞。J6-1細胞群體的異質(zhì)性反映出它的多克隆性,與LCL的異質(zhì)性類似,但是比LCL更復(fù)雜,酷似Hodgkin淋巴瘤的狀況。1.2 J6-1細胞系的多克隆性J6-1細胞的生長繁殖除了要求較高的細胞濃度外,最明顯的是接觸依賴,即成叢生長。對成叢生長的深入研究發(fā)現(xiàn),J6-1細胞表面高表達膜結(jié)合型M-CSF及其受體,由此提出了腫瘤和白血病細胞增殖的接觸性刺激假設(shè),即J6-1細胞通過膜結(jié)合型M-CSF及其受體相互刺激,表達多種與細胞增殖相關(guān)的細胞因子和癌基因,對這種雙向信息轉(zhuǎn)導(dǎo)的機制還在研究中。2、J6-1細胞系的異常細胞間通訊及其意義2、1 J6-1

9、細胞系的異常細胞間通訊細胞間通訊是細胞生存及功能所必需的,白血病細胞間以及與正常細胞間異常的細胞間通訊在白血病的發(fā)生、發(fā)展中起十分重要的作用。J6-1這類多克隆細胞系中存在著復(fù)雜的細胞間通訊,與單克隆細胞系比較,更接近白血病細胞在體內(nèi)的狀態(tài),是進行此類研究的良好模型。深入的研究發(fā)現(xiàn),其中一些異常的細胞間通訊在白血病、腫瘤等惡性疾病中廣泛存在的,在白血病、腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起一定的作用。2.2J6-1細胞系的異常細胞間通訊的意義從J6-1細胞克隆出M-CSF及其受體的cDNA;用J6-1細胞膜分離M-CSF及其受體的蛋白,制備出單克隆抗體,用這些單克隆抗體為探針檢測病人標本發(fā)現(xiàn),異型M-CSF及

10、其受體不僅在多種白血病,尤其是髓系白血病和Hodgkin淋巴瘤有高表達,而且在肝癌和乳腺癌細胞也有高表達,并有預(yù)后意義。深入研究表明,異型M-CSF及其受體不僅出現(xiàn)在腫瘤細胞表面,而且細胞內(nèi)尤其是細胞核內(nèi)的異型M-CSF及其受體與腫瘤的惡性程度相關(guān);細胞內(nèi)的小分子M-CSF可以起著細胞內(nèi)自激因子作用,直接調(diào)節(jié)基因表達。膜結(jié)合型M-CSF通過調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶的表達影響腫瘤細胞的遷移和浸潤能力。從對M-CSF及其受體的系統(tǒng)研究,我們體會到生物大分子在分子水平的多樣性,是生物多樣性的基礎(chǔ),也是疾病和病理變化的基礎(chǔ)。針對異型M-CSF及其受體的腫瘤相關(guān)性,我們實驗室研制了以M-CSF 及其受體為靶標

11、的治療性DNA疫苗,在實驗動物有明顯的治療效果。除了上述刺激細胞增殖的因子外,J6-1細胞也有多種負調(diào)節(jié)因子的高表達,此外,從J6-1細胞中還分離出對白血病細胞有抑制作用的小分子RNA。從J6-1細胞系克隆出了新型白細胞介素18(IL-18及其受體,具有一定的復(fù)發(fā)預(yù)防效應(yīng)。J6-1融合基因制備的腫瘤疫苗可以明顯提高抗腫瘤效應(yīng),提示LL37/hCAP18不僅有天然抗生素作用,而且還是重要的免疫分子佐劑,有免疫增強作用。3、J6-1細胞系的啟示雖然J6-1是多克隆細胞系,但是與LCL類似,在若干代數(shù)內(nèi)能保持基本性狀恒定,是應(yīng)用多克隆細胞系進行體外實驗研究的基礎(chǔ)。與實體瘤細胞不同,白血病細胞在體內(nèi)處

12、于高度異質(zhì)性細胞的微環(huán)境中。骨髓微環(huán)境是異質(zhì)性的;外周血中有大量的紅細胞、各種白細胞和少數(shù)基質(zhì)細胞,這些細胞對白血病細胞有各種影響。體外培養(yǎng)細胞的原理是模擬體內(nèi)微環(huán)境,要全面模擬白血病患者的微環(huán)境是不容易的,現(xiàn)代細胞培養(yǎng)技術(shù)只能符合少數(shù)白血病細胞的生長條件,所以白血病細胞的建系率低。分析已建立的常用白血病細胞系都是腫瘤性很強的。眾所周知,腫瘤性越強自發(fā)性突變頻率越高,正常細胞突變頻率約10.6,通常腫瘤細胞突變頻率約10.3至10.4,惡性度高的腫瘤細胞系如HeLa可高達10.2。高突變頻率的細胞系在快速傳代過程中,在常規(guī)培養(yǎng)方法微環(huán)境選擇壓的作用下容易產(chǎn)生亞克隆,如由于培養(yǎng)方法的差異(培養(yǎng)液

13、、血清不同、培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)器皿不同等不同實驗室傳代保存的K562, HL-60等人白血病細胞系可以有較大的差別,形成亞系。如有非T非B的K562,也有具有紅系特征的K562或粒系特征的K562等。異質(zhì)性細胞系群體的不定向變異即遺傳漂變,有人利用細胞系的遺傳漂變篩選某種特定性狀的克隆,如耐藥細胞株(按照細胞培養(yǎng)的術(shù)語,能保持某種性狀不變的細胞系稱為細胞株。如人二倍體細胞株是指保持二倍體性狀不變的;耐藥細胞株是指保持對某藥耐藥的。總之,腫瘤細胞的遺傳不穩(wěn)定性使腫瘤細胞系的單克隆性倍受質(zhì)疑,隨著傳代次數(shù)的增多實際上成了多克隆細胞系。研究者根據(jù)實驗要求必要時應(yīng)該進行亞克隆。4、結(jié)論回顧30年來對J6-

14、1細胞系的研究,觀察到了在EBV和HHV 6雙重病毒感染下,J6-1表現(xiàn)出若干人白血病細胞克隆的演變和生物學性質(zhì)和行為,提供了許多有關(guān)白血病細胞的信息。J6-1細胞系可能更接近于雙表型白血病和Hodgkin 淋巴瘤的體內(nèi)狀況。國際通用的人白血病細胞系都來源于分化程度較低、惡性度高的白血病,表達的細胞因子、癌基因較少;J6-1細胞系在兩種皰疹病毒感染下表達更多的細胞因子、癌基因,更接近于前炎癥狀態(tài)-,這些是多克隆細胞系的優(yōu)勢,適用于相關(guān)課題,如病毒病因、發(fā)病機制、免疫狀態(tài)、細胞因子等的體外研究;機體作為高度復(fù)雜的細胞社會由不同的細胞群體按照一定的規(guī)則組成和運行,多克隆細胞系也可作為研究不同細胞間

15、相互關(guān)系的體外模型。參考文獻1、吳克復(fù),張一泉,劉宗德等. 粒、單型人白血病細胞系的建立及其細胞生物學性質(zhì)研究. 遺傳學報,1980;7:136-1432、吳克復(fù),宋玉華. J6 1細胞系屬白血病還是霍奇金病細胞系?:細胞系“生物多樣性”初探. 中國實驗血液學雜志,1997;5:33-363、馬小彤,宋玉華,吳克復(fù)等. 由J6 1細胞克隆EB病毒功能性巨噬細胞集落刺激因子受體基因BARF1. 白血病淋巴瘤,2001;10:261-2644、吳克復(fù),宋玉華,鄭國光等. 人白血病細胞系J6 1基因表達的調(diào)控. 中華血液學雜志,1993;14:76-795、饒青, 李長虹,吳克復(fù). 人白血病細胞系

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