HeLa细胞

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Nature：HeLa细胞基因组出乎意料地稳定
* D% B: V& Z3 P7 J8 ]作者：Nature来源：Nature2013-8-25 ; z6 c$ Z8 X# g7 }) P0 M
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) {. Y2 |/ g( W" o! d! fHeLa癌细胞系（生物医学研究中使用时间最长、同时也应当是使用最普遍的人细胞系）的首次基因组定性，显示了一个对“点突变”和版本数改变来说都惊人地稳定的基因组。“点突变”率也许并不高于正常组织的体细胞突变率，同时能将在上个世纪50年代彼此分开的不同HeLa细胞系的基因组区分开来的版本数改变也非常少。本文作者通过将几个数据集（其中包括来自ENCODE项目的数据集）整合起来研究了基因剂量和表达之间的关系，同时发现了MYC原致癌基因由于“18-型人乳头状病毒” (HPV-18) 在“染色体8q24.21”上的集成而受到的强烈激活。（生物谷Bioon.com）* D. k1 Q3 i5 H! q% X- }+ u
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: {% n1 L& w) M. X6 L生物谷推荐英文摘要：
0 H  l, \+ O1 ^1 Y+ ANature                  doi: 10.1038/nature120646 n& s, G  q" D& j% `" v  p: Q

$ f/ R' X7 u0 B$ IThe haplotype-resolved genome and epigenome of the aneuploid HeLa cancer cell line% f, Z6 g; X* ]* ~" J

  S1 {- W: U( w2 Y0 GAndrew Adey, Joshua N. Burton, Jacob O. Kitzman, Joseph B. Hiatt, Alexandra P. Lewis, Beth K. Martin, Ruolan Qiu, Choli Lee & Jay Shendure# |9 J* g* ^( ^. g+ m6 {" g  \

0 t* A  |; w0 K' ~- J* Z7 xThe HeLa cell line was established in 1951 from cervical cancer cells taken from a patient, Henrietta Lacks. This was the first successful attempt to immortalize human-derived cells in vitro. The robust growth and unrestricted distribution of HeLa cells resulted in its broad adoption—both intentionally and through widespread cross-contamination—and for the past 60?years it has served a role analogous to that of a model organism. The cumulative impact of the HeLa cell line on research is demonstrated by its occurrence in more than 74,000 PubMed abstracts (approximately 0.3%). The genomic architecture of HeLa remains largely unexplored beyond its karyotype, partly because like many cancers, its extensive aneuploidy renders such analyses challenging. We carried out haplotype-resolved whole-genome sequencing of the HeLa CCL-2 strain, examined point- and indel-mutation variations, mapped copy-number variations and loss of heterozygosity regions, and phased variants across full chromosome arms. We also investigated variation and copy-number profiles for HeLa S3 and eight additional strains. We find that HeLa is relatively stable in terms of point variation, with few new mutations accumulating after early passaging. Haplotype resolution facilitated reconstruction of an amplified, highly rearranged region of chromosome 8q24.21 at which integration of the human papilloma virus type 18 (HPV-18) genome occurred and that is likely to be the event that initiated tumorigenesis. We combined these maps with RNA-seq and ENCODE Project data sets to phase the HeLa epigenome. This revealed strong, haplotype-specific activation of the proto-oncogene MYC by the integrated HPV-18 genome approximately 500 kilobases upstream, and enabled global analyses of the relationship between gene dosage and expression. These data provide an extensively phased, high-quality reference genome for past and future experiments relying on HeLa, and demonstrate the value of haplotype resolution for characterizing cancer genomes and epigenomes.+ \  `) A$ {  a1 m, b( X* N
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(责任编辑：heyifei)4 g7 M& B8 c; u
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http://www.bioon.com/biology/postgenomics/580404.shtml0 F0 g% _  B3 T* u

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hela细胞的前世今生，它是癌症干细胞吗？# w% k) b" ~3 z! C) v$ z4 s4 d

日期：2012-05-16 来源：生物帮 作者：keeii

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世界上最长寿的细胞是什么?我觉得hela细胞肯定可以名列前茅。如果你连它的大名都没听过，那千万不要说自己学过生物。1951年10月4日George Otto Gey博士从一名黑人妇女的宫颈癌细胞中提取出hela细胞，到1974时已经占领了全球的细胞培养库。另一个问题，Hela细胞算癌症干细胞吗?
/ u# U, c. }0 O  H4 j1951年10月4日，美国黑人妇女Henrietta Lacks死于宫颈癌。George Otto Gey博士从Henrietta Lacks的宫颈癌细胞(现被称为HeLa细胞)中提取了一些样品，他被自己的发现惊呆了、吓坏了：Henrietta Lacks的宫颈细胞迅速繁殖，这些细胞迅速附着在试管上，然后吸收周围的媒介，变得越来越多。他纳闷了：这些细胞何时停止生长呢? 但是他们没有。
4 R4 }& ^' D* m3 B% w很快Gey不得不把不断生长的细胞转移到另一个试管中，然后转移到一个表面皿中，然后又增加了更多表面皿。这些细胞24小时就可以繁殖一代。而且目前还在繁殖，据称目前加在一起约有5000万吨，相当于100座帝国大厦。科研人员Howard Jones在1971年说道，如果任其生长，Henrietta的细胞早就占领了整个世界。* X: a# U( W3 ]6 ~& H6 X" K
这些细胞会疯狂地自我复制，科学家们利用这一点来治愈人类疾病。1952年，科学家利用Henrietta的细胞发明了小儿麻痹症疫苗。目前，Henrietta的细胞除被用于治疗小儿麻痹症外，还用于基因图谱、研究细胞如何活动，用于研发对抗癌症、艾滋病、帕金森综合症、感冒等疾病的药物。她的细胞甚至被送往太空，用以验证人体组织在零重力情况下能否存活。目前全球任何细胞培养实验室里都有她的细胞。( D# G& I$ r1 q' W
但接下来的事情越来越诡异。
, M2 \) q: {$ c/ j/ n/ Y( @到1974时人们就发现HeLa细胞已经占领了全球的细胞培养库，并且会毁掉任何与其接触的东西。) U( L* s$ e9 v4 W, s, ]
Walter Nelson-Rees毕生都在研究控制HeLa细胞蔓延的方法，但临终前承认自己的努力是徒劳的，并称HeLa细胞“像是在某个地方跳舞”并且永不灭亡。但HeLa细胞蔓延的问题现在也没有得到解决。
7 b4 K: E, g0 t' R1 w+ D更蹊跷的是Nelson-Rees发现HeLa细胞株有一些普通人类染色体所没有的标记染色体。那么，这些东西到底是什么呢?  L0 Z$ ^, B& \& _0 N4 L/ h
鉴于其无限繁殖能力和非人类染色体特点，Leigh Van Valen博士建议把HeLa细胞列为全新物种：Helacyton gartleri。但这一想法并没有被科技界采纳。$ A' j* N, v4 V/ P
癌症干细胞(Cancer Stem Cell，CSC)又称癌干细胞、肿瘤干细胞(Tumor Stem Cell，TSC)，是指具有干细胞性质的癌细胞，也就是具有“自我复制”(self-renewal)以及“具有多细胞分化”(differentiation)等能力。通常这类的细胞被认为有形成肿瘤，发展成癌症的潜力，特别是随着癌症转移出去后，产生新型癌症的来源。 肿瘤内许多的细胞，该假说只有一群细胞具有永生不死、持续分裂、分化的能力，被称为癌症干细胞。癌症干细胞被认为是造成癌症转移、复发，或是肿瘤对于化疗、放射性疗法产生抗性的原因之一。那么，HeLa细胞属于癌症干细胞吗?
6 d4 V+ i9 n- U, L& j癌症干细胞(CSC)是否存在在当前癌症研究中极具争议，这里以Hela细胞为例来讨论一下这个话题：
3 y/ @  ?0 Q+ l- ~推论1：如果Hela细胞不能算作癌症干细胞，或许就不存在严格意义上的癌症干细胞;' L+ T1 t: o! p: V7 u
癌症干细胞被认为是数目稀少，成瘤能力较普通肿瘤细胞大数百倍以上，是肿瘤发生、发展与维持的基础。总体上看，Hela细胞非常接近这些特征，或许可以认为Hela是一种癌症干细胞;
/ p7 ^* W- S  _4 r癌症干细胞被认为具有自我更新并多向分化能力，如果Hela细胞不能够复制出与自己完全一样的后代，就不是癌症干细胞;
# x. }/ I; Y2 n/ t0 R; [/ j癌症干细胞被认为是癌症的起始细胞，如果Hela细胞是宫颈癌发病以后才诞生的细胞，就不能被称为癌症干细胞;
8 o" V" T% \1 F: x, a7 f# B推论2：如果Hela细胞被认为它就是传说中的癌症干细胞，那么癌症干细胞就不存在，因为它偏离了癌症干细胞研究的初衷。
0 H* K( o( k/ B% ^另一方面，肿瘤干细胞存在的价值在于他是否可以成为肿瘤治疗的靶点，而能否成为肿瘤治疗的靶点取决于肿瘤干细胞的遗传稳定性;
6 @. A5 z0 Z) |- r$ k从1951年至今，Hela细胞已被培养了60年，分裂了18000次以上仍然具有强烈致瘤性，成为肿瘤研究的一个重要模型;Hela细胞株能自行繁殖和散布，被认为此是一个新的物种，在1991年被命名为Helacyton gartler;
( A# s; b6 Y0 Z. R/ \Hela细胞在体外扩增过程中普遍发生二分分裂、三极分裂、四极分裂、多极分裂、细胞融合等等，遗传上表现十分不稳性，可以说每个实验室的Hela细胞都是变种，无从确定的细胞株的本质和纯粹度;8 y6 ?- K7 L8 x1 M7 k* w
如果Hela细胞被认为它就是传说中的癌症干细胞，癌症干细胞遗传背景不稳定意味着它不是肿瘤的起始细胞，没有稳定遗传背景的癌症干细胞也不能成为肿瘤治疗的靶点;
) q, P1 G" P' ?0 ?如果癌症干细胞不具有稳定遗传能力意味着一个肿瘤组织中存在多种癌症干细胞细胞，一个人身上各种癌症干细胞细胞都有强烈致瘤性，我们如何识别“罪犯”呢?9 X, C: V, y9 [
推论3 假若癌症干细胞存在，癌症干细胞是癌进化的终点而非起点。
# O3 C1 R6 M- U. S+ G其实，不同低分化的癌细胞均有干细胞特征，至于肿瘤的基因突变、染色体畸变、核型异常、肿瘤表型出现等几乎是同步发生，癌肿瘤是癌症起始细胞(CIC)产生后的伴随现象;因此，个人认为正常体细胞进化为癌的标志性终点应该是获得自主生存权(即CIC/CSC出现)，伴随其后则是癌组织爆发态势生长;癌进化历程中间态细胞均为正常核型与表型，由此说明当今医学技术诊断出的癌症为何都是中晚期....# d' I5 Q, H% J$ \3 M9 z" H2 q5 D& `
返祖(进化) 进化 异常发育
  t% I6 \; y) A9 Q0 p正常体细胞————————内源性iPS——————————癌症干细胞————————癌肿瘤
' z7 Q. S) ~1 ~6 c; W) F4 t(起点) 恶劣微环境 (中间态) 非胚性微环境 (终点) 寄生条件 (产物)8 j6 [. X. E" M& k9 J0 P
癌细胞源于正常成体细胞(somatic cell)——正常体细胞是癌进化的起点;
) D+ ]1 k& r& H5 O3 E: L" i  [正常细胞在体内经历了重编程过程，返祖为内源性诱导性多能干细胞(endogenous iPS)——内源性iPS是肿瘤进化的中间态;6 F3 t/ Z$ @& I0 _! R
内源性iPS在非胚性微环境条件下转变为寄生生活方式，最终进化成癌症干细胞(TIC/CSC)——癌症干细胞是癌进化的终点;
, K% y5 h( T: C& l% B9 w) B/ h肿瘤干细胞在宿主体内发育异常(heteroplasia)，形成异质性的肿瘤组织——肿瘤组织是CSC异常发育的产物。
% S% i: h1 f$ |- c' G( t# e推论4：癌症干细胞迷失于三位一体
  B3 A: w2 b1 H6 N4 d3 ^上帝是三位一体的，有父上帝、子上帝和灵上帝三个位格。圣子是在永恒里由圣父所生，圣灵在永恒里出于圣父和圣子。圣父、圣子、圣灵同尊荣、同权能。
/ M# X0 }' [+ d, f& z* ^肿瘤干细胞是三位一体的，有CIC、Metastatic Tumor和Cancer三个位格。Metastatic Tumor是在永恒里由CIC所生，Cancer在永恒里出于CIC和Metastatic Tumor。CIC、Metastatic Tumor和Cancer同地位、同权能。# {2 K) I& S) h4 E' }) u- v
没有证据表明CSC是cancer的起源，CSC缺乏立足点;
+ G5 Y6 |) E* p' z没有证据表明CSC在遗传型和表型上是稳定的，CSC研究迷失了方向;7 ^6 Z2 Q+ U, x7 S$ @
没有证据表明CSC和低分化癌细胞有本质区别，CSC迟早会丧失自我。
! k+ _$ L3 G- D9 ]/ b癌症干细胞被认为是具有发展成癌症潜力、永生不死、持续分化能力的细胞，目前已成为科研工作者们的重点研究对象，研发抑制癌症抗药性及转移的方法对于早日攻克癌症具有重要意义，对于Hela细胞是否属于传说中的癌症干细胞，目前尚无统一定论。

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5 W1 x( ^7 b, S" P2 }/ r5 b活细胞就是干细胞？ http://www.stemcell8.cn/thread-39657-1-1.html
3 ^0 E' ?5 g" ~肿瘤干细胞是癌进化的终点而非起点 http://www.stemcell8.cn/thread-46105-1-1.html
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