PEG诱导细胞融合
实验四 PEG诱导细胞融合

实验四 PEG诱导细胞融合(注:设计性试验)一、实验目的1、了解PEG诱导细胞融合的基本原理。
2、通过PEG诱导鸡红细胞之间的融合实验米初步掌握细胞融合技术二、实验原理两个或两个以上的细胞合并为一个双核或多核细胞的现象称为细胞融合。
在自发或人工诱导下均可发生。
自然情况下的受精过程即属于这种现象。
不同种细胞的融合也叫做细胞杂交。
基本过程包括细胞融合形成异核体、异核体通过细胞有丝分裂进行核融合、最终形成单核的杂种细胞。
20世纪30年代,科学家们相继在肺结核,天花,水痘,麻疹等疾病患者的病理组织中观察到多核细胞。
50年代开始人工细胞融合的研究。
60年代初,日本学者冈田(Okada)首次使用仙台病毒诱导动物细胞融合。
70年代后,逐渐采用化学融合剂(如PEG),由于具有使用方便、活性稳定、容易制备和控制等优点,已成为人工诱导细胞融合的主要手段。
80年代初出现了电融合技术,逐渐应用于科学研究。
诱导细胞融合的方法有三种:生物方法(如病毒诱导融合法)、化学方法(如聚乙二醇PEG诱导融合法)、物理方法(如电场诱导融合法)。
本实验利用PEG诱导细胞融合。
聚乙二醇分子能减少细胞间的游离水,促使细胞聚集;破坏或者改变各类细胞的膜结构,使两细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组,由于两细胞接口处双分子层质膜的相互亲和以及彼此的表面张力作用,使细胞发生融合。
三、实验材料(一)、试剂:1、Alsver’s液:葡萄糖2.05g,柠檬酸钠0.80g,NaCl 0.42g,溶于100ml蒸馏水中。
2、0.85%生理盐水3、GKN溶液:NaCl 8g、KCl 0.4g、Na2HPO4·2H2O 1.77g、Na2HPO4·H2O 0.69g,葡萄糖2g,酚红0.01g,溶于1000ml蒸馏水中。
4、35%PEG液:实验前临时配制,根据需要称取定量PEG(Mw=4000),放入刻度试管或刻度离心管内,在沸水浴中加热,使其熔化,待冷却至50℃时,加入预热至50℃的GKN液,混匀。
PEG诱导鸡血细胞融合实验方法比较

PEG诱导鸡血细胞融合实验方法比较PEG(聚乙二醇)介导的鸡血细胞融合实验是一种常用的细胞学实验方法,用于研究细胞融合、基因转移、病毒感染等现象。
在这个实验中,PEG起到促进融合的作用。
本文将对常用的PEG诱导鸡血细胞融合实验方法进行比较。
1.直接混合法:直接混合法是最简单直接的方法,将两种不同细胞类型的细胞直接混合,加入PEG处理后,通过细胞的融合产生融合细胞。
实验步骤:a.将两种不同类型的鸡血细胞分别培养至对数生长期。
b.将细胞收集、洗涤后,按照一定比例混合在一起。
c.在混合细胞悬液中加入PEG,进行处理。
d.处理后的细胞悬液进行培养。
优点:简单快捷,操作方便。
缺点:融合效率低,融合细胞的纯度较低,难以鉴定融合细胞。
2.等渗处理法:等渗处理法使用PEG使两个细胞类型的渗透压基本相等,减小由于渗透压差带来的融合细胞死亡的可能性。
实验步骤类似于直接混合法,不同之处在于在混合前要将细胞分别处理加入等量的PEG。
优点:可以减少融合细胞死亡的可能性。
缺点:融合效率仍然较低,难以确保融合细胞的纯度。
3.高瓶底法:高瓶底法是一种间接融合法,将两种细胞性的细胞分别培养到八倍增生指数时接种于两个高菌瓶内,将角质层去除,用高菌瓶口与高速离心的纺棉花轻摩转盘瓶底,离心至指定g数。
因离心后双方菌瓶接触,菌体外膜断裂,细胞在瓶壁内微小空间聚集,有利于融合。
实验步骤:a.将两种不同类型的鸡血细胞分别培养至八倍增生指数。
b.将细胞收集后接种于两个高菌瓶内。
c.去除角质层,将高菌瓶口与高速离心的纺毛轻摩转盘瓶底。
d.将菌瓶离心至指定g数。
优点:融合效率较高,融合细胞纯度较高。
缺点:操作复杂,需要使用专用设备。
4.电熔法:电熔法是利用电场将两种细胞融合的方法。
通过电熔法可以达到融合效率较高的效果。
实验步骤:a.将两种不同类型的鸡血细胞分别培养至对数生长期。
b.将细胞收集后接种于电熔腔中。
c.设置一定的电场参数,通过电场产生的作用使细胞融合。
PEG促进细胞融合的原理

PEG促进细胞融合的原理人教2019版高中生物学选择性必修三P37提到,人工诱导细胞融合用到聚乙二醇(PEG):那么,聚乙二醇(PEG)为什么能促进细胞融合呢?聚乙二醇(PEG):1.聚乙二醇分子能改变各类细胞的生物膜结构,使两细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组,由于两细胞接口处双分子层质膜的相互亲和以及彼此的表面张力作用,从而使细胞发生融合,从而形成杂种细胞。
2.PEG的水溶性强,在液相介质中,其分子表面的醚键带有微弱的负电荷,在Ca2+离子的参与下,可将带正电的表面蛋白或带负电荷的糖蛋白通过Ca2+桥相连,从而使细胞发生聚集、融合。
在50%PEG中,自由水消失,可导致细胞脱水而引起质膜结构变化和细胞融合。
PEG用于细胞融合中的优点为:通用性强,可用于动、植物和微生物各种细胞;比仙台病毒等易制备和控制;活性稳定,使用方便。
例、下列有关细胞工程的叙述,正确的是()A.PEG是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合B.用原生质体制备人工种子,要防止细胞破裂C.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体D.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体解析:本题考查植物体细胞杂交技术、核移植等技术及应用,意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,对生物学问题作出准确判断的能力.1、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较:项目细胞融合原理细胞融合方法诱导手段用途植物体细胞杂交细胞膜的流动性,(细胞的全能性)用酶解法去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导克服远缘杂交不亲和,获得杂交植株动物细胞融合细胞膜的流动性用胰蛋白酶处理使细胞分散后,诱导细胞融合离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导制备单克隆抗体的技术之一2、杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生特异性抗体.3、体细胞核移植:又称体细胞克隆,作为动物细胞工程技术的常用技术手段,即把体细胞移入去核卵母细胞中,使其重组并能发育为新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物个体.用核移植方法获得的动物称为克隆动物.PEG是促细胞融合剂,但是不能直接诱导植物细胞融合,植物细胞需要先去除细胞壁形成原生质体才能融合,A错误;制备人工种子,需要用完整植物细胞,借助于植物组织培养技术来实现,不需用原生质体,B错误;能产生抗体的是浆细胞,骨髓瘤细胞不能产生抗体,C错误;、核移植克隆的动物,需要供核一方和供质一方(一般用处于减数第二次分裂中期的卵细胞的细胞质),其线粒体DNA来自供卵母体,D正确.故选:ABC.。
peg诱导细胞融合原理

peg诱导细胞融合原理PEG诱导细胞融合原理。
细胞融合是指两个或两个以上的细胞融合成一个细胞的现象,它在生物学研究中具有重要的意义。
PEG(聚乙二醇)是一种常用的细胞融合剂,通过PEG诱导细胞融合可以实现不同细胞的融合,从而产生新的细胞群体。
本文将介绍PEG诱导细胞融合的原理及其在细胞生物学研究中的应用。
首先,PEG诱导细胞融合的原理是利用PEG的高渗透性和毒性,使细胞膜受到破坏,从而促使细胞融合。
在实验中,将两种不同类型的细胞分别与PEG混合,PEG能够破坏细胞膜,使得两种细胞的质膜融合在一起,形成一个新的细胞。
这种方法可以用于融合不同细胞系,或者将外源基因导入目的细胞中。
其次,PEG诱导细胞融合在细胞生物学研究中有着广泛的应用。
通过细胞融合技术,可以将两种不同类型的细胞融合在一起,从而研究它们的互补性和相互作用。
例如,将癌细胞与正常细胞融合,可以研究癌细胞的恶性特性和调控机制;将干细胞与成熟细胞融合,可以研究干细胞的分化能力和再生潜力。
此外,PEG诱导细胞融合还可以用于细胞杂交技术,将两种不同细胞的染色体融合在一起,研究染色体的配对和重组。
此外,PEG诱导细胞融合还可以用于细胞治疗和再生医学研究。
通过将患者的细胞与健康捐赠者的细胞融合,可以修复患者受损的组织和器官。
例如,将患者的干细胞与健康捐赠者的成熟细胞融合,可以使干细胞具有更强的分化能力,从而用于治疗各种疾病和损伤。
此外,PEG诱导细胞融合还可以用于再生医学研究,研究干细胞的再生潜力和分化机制,为再生医学的发展提供重要的实验基础。
综上所述,PEG诱导细胞融合是一种重要的细胞生物学技术,通过破坏细胞膜促使细胞融合,具有广泛的应用价值。
在细胞生物学研究中,PEG诱导细胞融合可以用于研究细胞互补性和相互作用,染色体配对和重组,以及细胞治疗和再生医学研究。
相信随着科学技术的不断发展,PEG诱导细胞融合技术将会在细胞生物学和医学领域发挥越来越重要的作用。
PEG诱导的细胞融合实验

【实验操作】
1、调整肿瘤细胞浓度:处死小鼠,抽取腹水,计数 细胞浓度,用Hanks液稀释成个107个/ml
2、配2%鸡红细胞悬液:肝素抗凝鸡血1000rpm离 心5min,去血浆;按红细胞压积用Hanks液配成2 %悬液(约108个/ml)。
【实验目的】
• 了解聚乙二醇诱导细胞融合的原理与技术; • 学会鉴别融合细胞。
【实验材料及用品】
一、实验材料: 1、鸡红细胞 2、小鼠腹水瘤细胞 二、实验器材 普通离心机 水浴锅:50ºC,37ºC 计数板
三、实验试剂
1、180IU/ml肝素钠生理盐水溶液 2、Hanks溶液 3、50%PEG:将10gPEG加入带盖离心管中,
用细胞融合方法培育的薯番茄
细胞融合抗盐碱耐干旱葡萄新品种
细胞融合生产 单克隆抗体
细胞融合的诱导
1、病毒诱导:如仙台病毒(Sendaivirus) ,主要用于动
物细胞融合。
2、电融合:用电融合仪诱导融合,主要用于植物细 胞。
3、聚乙二醇(polythyleneglycol,PEG)诱导:分 子量200-6000都可用,以1000较好。用于诱 导植物原生质体融合和多种动物细胞融合。 优点:材料易得、操作方法简单、效果稳定。
计数200个细胞计算异细胞融合率融合细胞核数占细胞核总数的百分率融合细胞核数100融合细胞核数未融合的细胞核数peg处理时间不宜过长否则会造成细胞破坏或有多个细胞彼此融合形成巨大的合经peg处理后加液混匀时应轻轻吹打以免刚刚融合的细胞分开
PEG诱导的细胞融合实验
细胞融合(cell fusion)
peg诱导细胞融合原理

peg诱导细胞融合原理
PEG诱导细胞融合原理
PEG是聚乙二醇的缩写,是一种具有高分子量的线性聚合物。
PEG在
生物学研究中被广泛应用,其中最常见的应用之一就是诱导细胞融合。
细胞融合是指将两个或多个细胞融合成一个单独的细胞。
这种技术被
广泛应用于生物学研究中,例如制备杂交瘤细胞、制备单克隆抗体和
产生转基因动物等。
PEG诱导细胞融合的原理是利用PEG分子与细胞膜相互作用,使得两个或多个不同类型的细胞在PEG存在下发生融合。
具体来说,PEG通过以下机制促进了细胞融合:
1. 破坏细胞膜结构
PEG分子可以与水形成氢键,并且可以与亲水性区域结合。
当PEG溶液与细胞接触时,它会插入到细胞表面,并破坏部分磷脂双层结构,
从而使得两个或多个不同类型的细胞暴露出其内部的细胞质。
2. 促进细胞膜的接触
PEG分子可以通过两种方式促进细胞膜的接触。
首先,PEG可以降低水的表面张力,使得两个或多个细胞之间的距离缩小。
其次,PEG可以与细胞膜表面的亲水性区域结合,从而增加了两个或多个细胞之间的吸引力。
3. 促进细胞融合
当两个或多个不同类型的细胞表面接触时,PEG会形成一个临时性的孔道,使得两个或多个细胞质混合在一起。
这些孔道很快就会关闭,并且新形成的单一细胞会拥有所有原始细胞中所包含的遗传物质和生物学特性。
总之,PEG诱导细胞融合是一种简单、有效、广泛应用于生物学研究中的技术。
它利用PEG分子与细胞膜相互作用来促进不同类型细胞之间发生融合,并且可以产生许多重要的研究工具和应用。
PEG促进细胞融合的原理

PEG促进细胞融合的原理PEG(聚乙二醇)是一种无色透明液体,由于其高度亲水性和低毒性,被广泛应用于生物医学领域。
PEG可以促进细胞融合,其原理可以解释为下面三个方面:1.PEG对细胞膜造成的物理和化学效应:PEG在细胞膜表面形成一个涂层,改变了细胞膜的物理和化学特性。
PEG的亲水性导致其与水分子结合形成水合层,使细胞膜表面变得更加亲水,减少了两个细胞膜之间的疏水作用力。
此外,PEG还可以扩大细胞膜的面积,增加细胞膜表面的接触点,有利于细胞膜的相互贴合。
2.PEG对细胞膜孔隙的形成:PEG可以通过提高细胞膜的渗透性使细胞膜发生孔隙的形成。
PEG分子可以通过聚合物链的引导作用,插入到细胞膜的脂质双层中,破坏细胞膜的结构,形成通道或孔隙,使细胞膜之间的融合更容易发生。
PEG对细胞膜的渗透作用有选择性,可以使一些特定的细胞融合,而对其他细胞没有影响。
3.PEG增加细胞融合的反应速率:PEG可以提高细胞融合的反应速率,使融合过程更快进行。
PEG分子与细胞膜表面形成的涂层可以有效降低融合能量的阻碍,缩短融合的时间。
此外,PEG分子的动态行为可以使细胞融合更加容易。
PEG分子可以自发地在细胞膜表面形成流动的涂层,与细胞膜自身发生物理和化学相互作用,使细胞膜的相互贴合更加快速和稳定。
综上所述,PEG促进细胞融合的原理主要包括改变细胞膜的物理和化学特性,形成细胞膜孔隙,以及增加细胞融合的反应速率。
PEG在细胞融合领域的应用已经得到广泛认可,例如用于细胞融合实验、克隆动物的制备等。
然而,PEG的使用也存在一些局限性,例如对细胞存活率的影响、融合产物的不稳定性等问题。
因此,在使用PEG促进细胞融合时,需要根据具体实验条件进行优化,并且配合其他辅助剂或技术手段,以获得更好的融合效果。
PEG诱导细胞融合

PEG的最适使用条件
• 细胞的融合效果与PEG的相对分子质量及其体积分 数成正比,但PEG的相对分子质量越大、体积分数 越高,对细胞的毒性也就越大。实验时常选用PEG 相对分子质量为4000-6000,体积分数为50%时, 细胞破碎较少,融合率较高。
其他影响细胞融合的因素
• 钙离子可以使带微弱负电荷的PEG与细胞膜表面分 子相互作用,引起细胞膜表面电子分布的改变,从 而使接触处的质膜形成局部融合,出现凹陷,构成 原生质桥,成为细胞间通道并逐渐扩大,直到两个 细胞全部融合。当钙离子浓度为50mmol/ml时,融 合效果最好。
• ①电脉冲诱导细胞融合技术
• ②激光融合技术
• ③空间细胞融合技术
• ④离子束细胞融合技术
• ⑤非对称细胞融合技术
• 纵观细胞融合技术的发展历史, 细胞融合技术的不断改进 一方面表现在融合剂上, 另一方面体现在新方法上, 再者 体现在融合对象的不断扩展上。融合剂走过了从活病毒, 灭活病毒生物阶段到PEG 化学物质阶段; 新方法不断涌 现, 从生物学, 化学方法,物理学方法过渡到各种方法的综 合应用乃至应用空间技术。融合对象从动物,植物到微生 物,从种内扩展到种间, 从近缘扩展到远缘。每一次技术 上的更新和改进都会带来应用上的巨大革命和创新, 达到 为人类服务的目的。
2.PEG作为促融剂引起的革命、
由于病毒诱导细胞融合存在着病毒制备困难、操作 复杂、灭活病毒的效价差异大等原因,科学家们又尝 试寻找比病毒简便、快速和高效且比病毒更易制备 和控制、活性稳定、使用方便的化学PEG加拿大华 裔科学家高国楠等( 1974 年) 的研究取得重大突破他 发现高分子量的聚乙二醇( PEG) 在Ca2 +存在时能 促使植物原生质体融合显著提高融合率从而迅速推 动了原生质体技术的基础研究和应用研究。至此应 用原生质体和发展操纵它们的方法已引起实验生物 学的“无声革命”。
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实验十一 PEG诱导细胞融合一、实验目的1.了解聚乙二醇诱导细胞融合的原理与技术。
2.学会鉴别融合细胞。
二、实验原理细胞融合又称细胞杂交,是指两个或两个以上的细胞合并成一个细胞的现象。
细胞融合技术是细胞工程骨干技术,除了用于一些基础性研究外,在植物方面主要用于合成新种;动物方面主要用于生产单克隆抗体。
细胞融合的诱导因素主要有以下三种:1、生物融合因子:如病毒。
2、物理因素:如电融合仪,主要用于植物细胞。
3、化学因素:如聚乙二醇(PEG),分子量200-6000都可用,以1000较好。
聚乙二醇最早用于诱导植物原生质体的融合,现已普遍用于多种细胞。
其优点是:材料易得、操作方法简单、效果稳定。
病毒介导的细胞融合常用灭活的仙台病毒,主要用于动物细胞融合。
其优点是融合率高,对各种动物细胞都适宜;缺点是不稳定,在保存过程中融合活性降低,并且制备过程繁琐。
细胞融合,即在自然条件下或利用人工法 (生物的、物理的、化学的),使两个或两个以上的细胞合并成一个具有双核或多核细胞的过程。
人工诱导细胞融合始于20世纪50年代,并迅速成为一门新兴技术。
由于不仅同种细胞可以融合,种间远缘细胞也能融合,甚至于动植细胞也能合二为一,因此细胞融合技术目前较广泛应用于细胞生物学、遗传学和医学研究等各个领域,并且取得显著的成绩。
聚乙二醇(PEG)结构为:HOH2C(CH20CH2)nCH2OH,相对分子质量在200-6000均可用作细胞融合剂。
普遍认为聚乙二醇分子能改变各类细胞的膜结构,使两细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组,由于两细胞接口处双分子层质膜的相互亲和以及彼此的表面张力作用,从而使细胞发生融合:细胞融合率是指在显微镜的一个视野内,已发生融合的细胞核总数与该视野内所有细胞(包括已融合的细胞)的细胞核总数之比,通常以百分比表示。
该方法的优点是:用法简单,容易获得融合体,融合效果好。
三、实验材料及用品实验材料:鸡红细胞、鸡白细胞实验器材:普通离心机,水浴锅:50ºC,37ºC,细胞计数板四、实验步骤1、配50%PEG:称取10gPEG,加入带盖离心管中;将带盖离心管放入电炉上的沸水中,加热使PEG熔化;待冷却至50ºC时,加入等体积预热至50ºC的HanKs液或不加血清的培养液混匀,保存于37ºC水浴中。
2、准备鸡血:加2ml肝素抗凝鸡血于10ml带盖离心管中,800rpm离心5min,去血浆;再加5ml Hanks液洗红细胞一次,800rpm离心,去上清;配制成2%鸡血。
3、分离鸡白细胞:1ml淋巴细胞分离液+1ml鸡血,2000rpm离心20分钟,吸出白细胞放入另一个离心管中加入5ml Hanks液1000rpm离心5min,弃上清。
4、混合细胞:取0.5ml鸡红细胞加入白细胞沉淀,用手轻弹离心管底部,使沉淀松散。
5、PEG介导融合:吸取1ml 50%PEG,在37ºC水浴中1分钟内加入细胞沉淀中,边加边振摇离心管,使PEG与细胞混匀;6、终止PEG作用:向试管中加入8-10ml Hanks液轻轻吹打混匀,在37ºC水浴中静置5min(稀释PEG终止其作用,并降低介质密度,便于离心);7、离心除PEG:1500rpm离心5min,去上清;8、加培养液培养:加入1640完全培养液37ºC水浴培养30min。
9、观察:分别温浴10、20、30分钟取细胞悬液临时制片观察,直到观察到细胞融合为止(可用0.2%次甲基蓝染色)。
五、实验结果:六、实验注意事项:1. 由于离心时白细胞的数量很少,吸取的时候要小心,尽量把吸附在管壁上的白细胞都吸出来。
此外吸取的动作不能太大,否则会破坏离心形成的分层。
2. PEG处理时间不宜过长,最多不能超过90s,否则会有多个细胞彼此融合形成巨大的合胞体,或者细胞膜破裂导致细胞质外泄。
3. 经PEG处理后加液混匀时应轻轻洗打,以免刚刚融合的细胞分开。
4. 加PEG应该在37ºC水浴加,这样可以防止PEG凝固,导致离心失败。
5. 注意每次离心的时间和速度,否则得不到想要的白细胞。
七、实验拓展:细胞融合技术的发展及应用细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20 世纪70 年代末至80 年代初, 是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。
细胞融合技术作为细胞工程的核心基础技术之一,已在农业、医药、环保等领域取得了开创性的研究成果,而且应用领域不断扩大。
细胞融合技术不仅为核质关系、基因调控、遗传互补、细胞免疫学、肿瘤发生、基因定位、衰老控制等理论领域的研究提供了有力的手段, 而且被广泛应用于免疫学、遗传学、发生生物学, 特别是在单克隆抗体及动植物远缘杂交育种等方面具有十分重要的意义。
随着细胞融合技术研究的不断深入, 细胞融合技术的发展前景及其产生的影响将日益显著。
本文就其发展历史及研究进展, 主要应用及发展前景做一简要回顾及展望。
一、细胞融合及其意义(1)细胞融合的概念所谓细胞融合就是指在外力(诱导剂或促融剂) 作用下,两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象称为细胞融合( cell fusion) 或细胞杂交( cell hybridization) 。
如取材为体细胞则称体细胞杂交( somatic hybridization)。
体细胞融合后可形成四倍体或多倍体细胞, 由此形成的杂交细胞,其特性会有很大的变化。
(2)细胞融合的意义细胞能不受种属的局限可实现种间生物体细胞的融合,使远缘杂交成为可能,因而是改造细胞遗传物质的有力手段。
它的意义在于从此打破了仅仅依赖有性杂交重组基因创造新种的界限, 扩大了遗传物质的重组范围。
但融合后获得的杂种细胞具有染色体异倍性,致使细胞株的遗传性不稳定、植株不育性、畸形、生育迟缓等不符合育种要求的性状出现, 直接利用杂种细胞作育种材料目前还有许多障碍。
细胞融合技术避免了分离、提纯、剪切、拼接等基因操作,在技术和仪器设备上的要求不像基因工程那样复杂,投资少, 有利于广泛开展研究和推广, 有着重大的实践意义[1] ,正得到科学界的日益重视。
二、细胞融合技术发展的历史回顾人们很早就注意到了在自然条件下发生的细胞融合现象,首先在病料组织中发现了由细胞融合产生的多核细胞,紧接着发现在脊椎动物和无脊椎动物的正常细胞中也可发生细胞融合。
随后在体外组织培养中也发现了离体细胞的融合现象。
自从发现活病毒可在体内介导癌细胞融合后, 人们又实现了灭活病毒促进动物异种细胞的融合, 从而打破了细胞融合的种属屏障,推动细胞融合技术跃上新的台阶。
原生质体的大量制备技术限制了植物细胞融合技术的发展,因此植物细胞融合的起步比动物细胞融合要迟十年左右。
直到用酶法大量制备有活力的原生质体获得成功后, 才使植物原生质体的融合工作迅速发展起来。
然而, 由于病毒诱导细胞融合存在着病毒制备困难、操作复杂、灭活病毒的效价差异大等原因,人们又找到了比病毒简便、快速和高效且比病毒更易制备和控制、活性稳定、使用方便的化学物质PEG, 作为病毒的替代物诱导细胞融合,这是一个里程碑式的发现,引起实验生物学的“无声革命”。
但在PEG 诱导细胞融合的有效浓度范围内( 50 % ~55 % ) 对细胞毒性很大,因此人们又找到了新的方法来替代PEG 介导细胞融合法,这些新方法有电脉冲诱导细胞融合技术和激光融合技术等。
总之, 细胞融合技术在实践中不断发展和完善, 细胞融合方法得到了不断的更新和改进,融合率也得到逐步的提高。
现在新的细胞融合方法正在尝试将各种物不断提高的方向发展。
理、化学手段综合应用,使细胞融合的方法和手段操作更为简便,便于量化研究。
同时又能使融合率得到。
(1)自然发生的细胞融合早在19 世纪,人们就发现在自然条件下生物界中有“自发”的细胞融合现象。
Muller ( 1838 年) 在肿瘤中观察到了多核细胞,此后在由病毒感染的病料组织中如天花脓疱的周围、受水痘损害的皮肤、在麻疹病人的扁桃体中陆续发现多核细胞,这些多核细胞可能是病毒作用的结果:但当时还没有人认识到这一点。
1875 年Lange 首先观察到脊椎动物(蛙类)血液细胞合并,继之又有一些研究者在无脊椎动物中也发现了融合细胞。
(2)组织培养中发生的细胞融合自从Harrison (1907 年) 进行组织培养以后, 人们便开始注意组织培养中多核细胞的形成。
第一个报告组织培养中细胞合并的是Lambert ( 1912 年) 。
到了1960 年,法国Barski 首先实现了异种动物体细胞的融合。
但细胞在体外培养时, 自发融合的频率是极低的。
(3)病毒介导的癌细胞融合1958-1960 年日本学者冈田善雄(Okada)首先观察到流感病毒可杀死患欧利希癌的小白鼠腹腔中的腹水癌细胞( ETC) , 随后的研究中发现在取出的腹水中有无数巨大球形细胞。
进一步在电镜下观察发现巨大细胞是呈车轮状排列的几个以至几十个核的多核细胞。
这种多核细胞是由ETC 融合形成的, 并且发现这种巨大细胞形成的频率与接种病毒的量成一定比例。
此后一系列的试验表明病毒能引起细胞融合的现象。
此后, 冈田善雄又发现流感病毒HVJ 株在体外也可促进ETC 的融合反应。
添加病毒后发现ETC 立即凝集,在37 ℃下5 min 后细胞开始相互融合。
他又对影响细胞融合现象的因子,如温度、氧气、钙离子、pH 值等对细胞融合的影响进行了比较深入的探讨,做了大量开创性工作,这些发现使得病毒类成为研究的最早的促融剂,并在此基础上开展了一系列的改进研究工作。
(4)灭活病毒诱导的异种动物细胞融合一些致癌病毒虽然能够诱导细胞融合, 但由于具有毒性大等潜在的危险性而在应用上受到很大的限制,由此科研人员又试图尝试使用灭活的病毒来作为促融物, 并且以异种细胞作为融合对象。
1965 年,英国Harris等报告灭活病毒可以用来融合不同种动物的细胞,并且指出由此产生的杂交细胞可以存活。
当时世界上许多报刊很快就对这一发现在生物学上的重要性做出了评价, 认为这是在细胞融合研究中的又一次突破。
他们的贡献在于证明了灭活的病毒可以作为一般方法用来在定的条下融合一件动物细胞,而且差异很大的动物种之间的细胞可以被诱导融合, 融合的细胞可以存活。
同时Littlefield ( 1964 年)又设计出有效筛选杂种细胞的一系列方法,从而进一步推动了融合细胞的实验工作。
1967 年Weise和Green发现在人和鼠的融合细胞中,人的染色体优先丢失,并证明利用这一特点有可能对人染色体上的基因进行定位。
同年Watkins 和Koprowski等又分别证明融合细胞能使缺陷型病毒复原。