უჯრედების ხაზების ტიპები

უჯრედული ბიოლოგები თავიანთ ლაბორატორიაში ზრდის უჯრედებს, რათა გახსნან უჯრედების ნორმალური და პათოლოგიური მოქმედების საიდუმლოებები. უჯრედები ადამიანისგან, ცხოველებისაგან, მცენარეებისა და მიკროორგანიზმებისაგან იზოლირებულია და მუშავდება საკვლევი კვლევებისთვის უჯრედული ხაზების განვითარების მიზნით. უჯრედების ხაზის მრავალი ტიპის კვლევას დიდი გამოყენება აქვს სამედიცინო მეცნიერების სფეროში. მაგალითად, უჯრედების ხაზები გამოიყენება გენეტიკური მუტაციების, კიბოს მკურნალობის, წამლის სკრინინგის, დაბერების, მეტაბოლიზმისა და ვაქცინების შესასწავლად.

ლაბორატორიის მკვლევარები ამუშავებენ უჯრედების დიდ პოპულაციებს ერთი ან მეტი მშობელი უჯრედებიდან. უჯრედის კულტურა წარმოიქმნება პირველადი ქსოვილის დონორის უჯრედებიდან ან უჯრედული ხაზისგან, რომელიც შეძენილია უჯრედის ბიობანკის საშუალებით. კულტივირებული უჯრედები მრავლდება ზრდის გარემოში ფრთხილად რეგულირებულ პირობებში. უჯრედების კულტურა ფასდაუდებელია ინფექციების და ანომალიების დიაგნოზირებაში, ახალი წამლების შემოწმებასა და კიბოს მსგავსი დაავადებების შესასწავლად, შესაბამისად კიბოს ეროვნული ინსტიტუტი.

მეცნიერები ყურადღებით შეისწავლიან ადამიანის, ცხოველების, მცენარეების, ბაქტერიებისა და საფუარისგან კულტურულ უჯრედებს. უჯრედების ზოგიერთ კულტურას აქვს განუსაზღვრელი დროით გაყოფის უნარი. პირველადი კულტურები არის ქსოვილებისგან იზოლირებული უჯრედები და გაიზარდა მანამ, სანამ უჯრედები მიაღწევენ მაქსიმალურ მოცულობას (შესართავი) მათი კონტეინერისთვის. შემდეგ ხდება უჯრედების გადატანა ა საშუალო ჭურჭელი, რომელიც შეიცავს ახალ გარემოში უჯრედების გამრავლების გაგრძელებას.

თითოეული უჯრედის რეპლიკაცია ზრდის მიტოზური შეცდომისა და დაბინძურების ზემოქმედებას. პროცესი სიბერის მსგავსია. უჯრედების უმეტესობას შეუძლია მხოლოდ იმდენჯერ გაიმეოროს, სანამ ისინი ბუნებრივად არ დაიღუპება ან დასვენების პერიოდს შევა, რომელსაც ეწოდება ხანდაზმულობა. უჯრედული ხაზები, რომლებიც შედგება მომაკვდინებელი უჯრედებისგან და რომლებსაც არ შეუძლიათ სამუდამოდ ცხოვრება, მოიხსენიებიან სასრული უჯრედული ხაზები.

ზოგიერთი უჯრედი სპონტანურად შეიძინოს განუსაზღვრელი ვადით გამრავლების უნარი. ლაბორატორიაში უკვდავება შეიძლება გამოწვეული იყოს უჯრედების ქიმიურად გარდაქმნით ან ვირუსებით. უკვდავი უჯრედების პოპულაციები ცნობილია, როგორც უწყვეტი უჯრედული ხაზები. სასრული და უწყვეტი უჯრედული ხაზების უმეტესობაა ანკორგზე დამოკიდებული, რაც ნიშნავს რომ მათი არსებობა დამოკიდებულია საკვები ნივთიერებებით მდიდარ სუბსტრატებზე, გაზებზე, ფერმენტებზე, სწორ pH– სა და შესაბამის ტემპერატურაზე.

უნდა იქნას დაცული სასრული და უწყვეტი უჯრედული ხაზების დაცვა ინფექციისა და გენის არასტაბილურობისგან, რაც შეიძლება მრავალჯერადი გადატანისას მოხდეს. პრობლემის გამოსწორება შესაძლებელია კრიოგენული შენახვით. თხევადი აზოტით უჯრედების გაყინვა საჭიროებს ტემპერატურის მუდმივ კონტროლს და სარეზერვო გაგრილებას ელექტროენერგიის გათიშვის ან მოწყობილობის დაზიანების შემთხვევაში.

პირველადი კულტურიდან აღებული სუბკულტურული უჯრედები იწყებენ უჯრედულ ხაზს. თუ სხვაგვარად არ შეიცვლება, პირველადი კულტურის ნორმალურ უჯრედებს აქვთ დაპროგრამებული სიცოცხლის ხანგრძლივობა, რაც ნიშნავს რომ ისინი სასრულია. ყველაზე ძლიერი, სწრაფად მზარდი უჯრედები ჭარბობს და მოსახლეობაში ერთგვაროვნებას იწვევს. თითოეულ გადატანას ეწოდება a გადასასვლელი.

ღეროვანი უჯრედების ხაზები მკვლევარებმა დიდი პატივი სცეს მკვლევარებს, რადგან ღეროვან უჯრედს აქვს საკუთარი თავის ტირაჟირების ან სხვადსხვა ტიპის სპეციალიზებული უჯრედების დიფერენცირება. ნეირონები ან ოსტეოციტები. ღეროვანი უჯრედები აღადგენს დაზიანებულ ქსოვილებს და აღადგენს დაკარგული კიდურების ზოგიერთ სახეობას. ღეროვანი უჯრედების გამოკვლევებმა შეიძლება გამოიწვიოს მიღწევები ისეთი დაავადებების მკურნალობაში, როგორიცაა კორონარული დაავადება და დიაბეტი. ამასთან, რეგენერაციული მედიცინის სფეროში კიდევ ბევრი რამის შესწავლაა შესაძლებელი ჯანმრთელობის ეროვნული ინსტიტუტი.

უჯრედის შტამები წარმოადგენს უჯრედული ხაზის ქვე-პოპულაციებს. მაგალითად, უჯრედების შტამები წარმოიქმნება უჯრედებიდან, რომლებიც ამოღებულ იქნა უჯრედული ხაზიდან და გენეტიკურად შეიცვალა ვირუსის კლონირების ან გადაცემის გზით. უჯრედის შტამს შეუძლია ასევე გამოიწვიოს დაბინძურების შედეგად გადაცემის პროცესში.

HeLa უჯრედები ამერიკის შეერთებული შტატების უძველესი უჯრედების ხაზია ჯონ ჰოპკინსის მედიცინა ვებსაიტი HeLa უჯრედებს ჰქვია ჰენრიეტა ლაქსის, ხუთი შვილის დედის სახელი, რომელიც 1951 წელს გარდაიცვალა 31 წლის ასაკში საშვილოსნოს ყელის კიბოს აგრესიული ფორმით. ჯონ ჰოპკინსის საავადმყოფოს ექიმებმა გააკვირვეს, რამდენად სწრაფად გაიზარდა ჰენრიეტას ბიოფსიური სიმსივნე ლაბორატორიაში.

ველურად მზარდი სიმსივნური HeLa უჯრედები მათ კარგად შეეფერება ექსპერიმენტული მედიკამენტების ეფექტის შესამოწმებლად კიბოს უჯრედებზე ადამიანებზე კლინიკურ კვლევებამდე. HeLa უჯრედების გამოკვლევებმა მრავალი ინოვაციური აღმოჩენა გამოიწვია. აღსანიშნავია, რომ ამ უჯრედულ ხაზს დღესაც იყენებენ კვლევით ლაბორატორიებში მთელ მსოფლიოში.

ცხოველური უჯრედების ხაზები მოიცავს ასობით ცხოველის სახეობიდან აღებულ უჯრედებს. ცხოველთა უჯრედების ხაზების და მათი წარმოშობისა და მახასიათებლების შესწავლა იწვევს განვითარების ბიოლოგიის, გენების ექსპრესიისა და ევოლუციის ღრმა გაგებას. დასკვნებს აქვს მნიშვნელობა ადამიანის ფიზიოლოგიისთვისაც. ცხოველთა უჯრედების ხაზის კულტურების შესწავლა ამცირებს დამოკიდებულებას ლაბორატორიულ ცხოველებზე. მაგალითები მოიცავს:

• ბაყაყის უჯრედების ხაზები.
  
• ზაზუნის უჯრედული ხაზები.
  
• მაუსის უჯრედების ხაზები.
  
• ვირთხების უჯრედული ხაზები.
  
• ძაღლის უჯრედული ხაზები.
  

კულტურული ადამიანის უჯრედული ხაზები უნდა იქნას მიღებული რეპუტაციის მქონე უჯრედის ბანკიდან, რომელიც იცავს მკაცრ ოქმებს იდენტიფიკაციისა და შენახვისთვის. უჯრედული ხაზის არასწორად განსაზღვრა ზღუდავს დასკვნების ნამდვილობას და მკვლევარის შედეგების განზოგადებას. მრავალი ტიპის ადამიანის უჯრედები კატალოგდება უჯრედების ბანკებში კვლევისა და წამლის ტესტირების შესწავლისთვის:

• jcam1.6 ადამიანის ლიმფოციტები.
  
• J82 ადამიანის შარდის ბუშტის უჯრედები.
  
• kmst-6 ადამიანის კანის უჯრედები.
  
• hela229 ადამიანის საშვილოსნოს ყელის უჯრედები.
  

კიბოს უჯრედების ხაზები სიმსივნეებით და გენეტიკური მუტაციებით გვხვდება მნიშვნელოვანი ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ როგორ ხდება გენების ცვლილებები და ვითარდება. სიმსივნეების გენეზისის შესახებ მეტს შეიტყობთ, შეიძლება გაუმჯობესდეს წამლის მკურნალობა და რეკომენდებული ცხოვრების წესის შეცვლა. მაგალითად, RAS გენის მუტაციებში ჩანს მსხვილი ნაწლავის, პანკრეასის, შარდის ბუშტის და საკვერცხეების კიბოები, რომლებიც კარგად არ რეაგირებენ EGFR ინჰიბიტორულ პრეპარატებზე. უჯრედების ხაზების კულტივაცია RAS გენური მუტაციით უზრუნველყოფს ალტერნატიული წამლების მკურნალობის ტესტირების მოდელს.

იზოგენური უჯრედების ხაზები ინჟინერირებულია ლაბორატორიაში, უჯრედის ხაზისგან იზოლირებული უჯრედების ნიმუშიში გენის შეყვანაში. ამის შემდეგ ინჟინერირებულ უჯრედებს ადარებენ უშუალოდ მშობელი უჯრედისგან მიღებულ უჯრედებს, რომელიც მოქმედებს როგორც საკონტროლო ჯგუფი. მაგალითად, Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat (CRISPR) გენების რედაქტირების საშუალებებს შეუძლიათ შექმნან ონკოგენების იზოგენური უჯრედული ხაზები, რომ გამოიყენოთ ახალი კიბოს საწინააღმდეგო წამლების ტესტირებაში. იზოგენური უჯრედების ხაზების გამოყენებით ჩატარებული კვლევები ასევე გთავაზობთ იმის გარკვევას, თუ როგორ მოქმედებს გენოტიპი ფენოტიპზე.

ფრთხილად განიხილება უჯრედების ხაზის ყველაზე შესაფერისი ტიპის შერჩევა დაგეგმილი კვლევისთვის. ექსპერიმენტის მიზანი უნდა იყოს უჯრედის ტიპის შერჩევის მამოძრავებელი ფაქტორი. მაგალითად, ღვიძლის უჯრედები კარგი არჩევანია ტოქსიკურობის შესწავლისას. უწყვეტი უჯრედული ხაზები უფრო ადვილია გრძელვადიანი შენარჩუნება.

კოლბაში ან კულტურულ ჭურჭელში მყოფი უჯრედები ვრცელდება მათი ჭურჭლის საკვებ გარემოში და საბოლოოდ ფარავს ზედაპირს, რომელსაც შესართავი ჰქვია. უჯრედის ბიოლოგები ხშირად აღნიშნავენ შესართავობის დონეს, რომელიც დაფიქსირდა მათი დასკვნების შესახებ. მაგალითად, 80 პროცენტი შესართავი მიუთითებს იმაზე, რომ ზედაპირის დაახლოებით 80 პროცენტი უჯრედებით არის დაფარული.

როგორც წესი, უჯრედები გადააქვთ 100 პროცენტიანი შესართავის მიღებამდე, რათა მათ აქტიურად იზრდებოდეს. ამასთან, უკვდავმა უჯრედებმა შეიძლება გააგრძელონ ფენების გამყოფი და ფორმირება. უჯრედული ხაზების ზრდის ტემპი განსხვავდება ტიპის მიხედვით.

კულტურული კულტურული ხაზების დაბინძურება სერიოზული პრობლემაა სამედიცინო კვლევის დროს. ა 2015 წლის სტატია წელს მეცნიერება ციტირებულია გენეტიკოსის კრისტოფერ კორჩის ნათქვამი: ”ათიათასობით პუბლიკაცია, მილიონობით ჟურნალი ციტირებები და პოტენციურად ასობით მილიონიანი კვლევითი დოლარი ”დაკავშირებულია არასწორად იდენტიფიცირებული კვლევების გამოყენებით უჯრედული ხაზები. მიმდინარეობს მცდელობები საყოველთაოდ გამოყენებული უჯრედული ხაზების გამოსავლენად, რომლებიც შეიცავს სხვა ტიპის უჯრედებს.

უზარმაზარი შეცდომების მაგალითებია ღორების ან ვირთხების უჯრედების შეცდომა ადამიანის უჯრედებში და არ გამოაქვეყნებენ შერევას კვლევის შედეგების შესახებ. ასევე ითვლება, რომ ადამიანის მრავალი უჯრედული ხაზი დაბინძურებულია სწრაფად მზარდი HeLa უჯრედებით, რომლებიც სხვა გამყოფ უჯრედებს აცილებს, თუ კონტაქტი უნებლიედ ხდება. ჯგუფები, როგორიცაა საერთაშორისო უჯრედის ხაზის ავთენტიფიკაციის კომიტეტი, სიტუაციის გამოსწორებაზე მუშაობენ, კვლევის დაწყებისას მოითხოვენ ნიმუშების პირადობის შემოწმებას.