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细胞融合技术及其研究进展 摘要：自1958年Okada首次表明紫外灭活的仙台病毒可以诱导体外培养细胞融合形成多核体以来，细胞融合技术作为细胞工程的一项核心基础技术，已在医药、环保、免疫学、医药、食品以及农业等领域的基础研究和应用开发。本文综述了细胞融合技术中的常用方法：仙台病毒（HVJ）诱导法、聚乙二醇（PEG）化学诱导法、电融合诱导法及激光诱导法的基本原理和研究进展。 关键词：细胞；细胞融合；细胞工程 1 引言 在细胞融合是 20 世纪发展起来的一种细胞工程技术，可以在一定的条件的诱导下使两个或多个细胞(原生质体) 相互接触，进而发生膜融合、胞质融合和核融合，从而形成杂种细胞。细胞融合所形成的新细胞( 杂合细胞) 得到了来自两个父本细胞的遗传物质，因而具有新的遗传学或生物学特性[1]。细胞融合逐渐成为细胞工程的一项核心技术，它不仅为核质相互关系、基因调控、遗传互补、肿瘤发生、基因定位、衰老控制等领域的研究提供了有力手段，而且在遗传学、动植物远缘杂交育种、发育生物学、免疫学、医药、食品以及农业等领域具有广泛应用价值[2]。它已成为杂交育种、单克隆抗体制备、动物克隆以及抗癌疫苗研发等现代生物医学研究中的一项关键技术。 随着研究的不断深入，细胞融合技术的应用领域越来越广，产生的影响也日益显著 ， 本文就其现有的研究情况进行讨论。 2 细胞融合技术 2.1仙台病毒(HVJ)诱导法 2.1.1仙台病毒诱导法原理 1962年日本的冈田善雄偶然发现了由仙台病毒引起的细胞融合成多核细胞的现象[2]。由于仙台病毒诱导细胞融合法较简便,特别是许多种类的细胞对其敏感,所以常选用仙台病毒作为细胞融合的诱导剂。仙台病毒属于RNA病毒,其质膜表面存在两种糖蛋白,一种是HANA蛋白,它具有凝集红细胞能力和神经氨酸普酶活性。一种是F蛋白,它具有质膜融合能力(质膜和细胞膜融合的能力)、细胞融合能力和溶血能力。仙台病毒诱导细胞融合的能力与共质膜表而两种糖蛋白有关:(1)HANA蛋白能使病毒吸附在细胞膜表面,具有凝集素的作用。另外,HANA蛋白的神经氨酸酶活性,可水解细胞膜表面糖蛋白,这也有利于两细胞膜脂质相互作用。(2)F蛋白由F1和F2两个亚单位组成，两个亚单位以二硫键相连,当F蛋白在前体蛋白(F0)的蛋白酶作用下,所产生的F;和F:两个亚单位片断与病毒感染和细胞融合有关[3]。 2.1.2 仙台病毒诱导法操作 细胞融合现象的发现引起细胞学界的高度重视，1965年英国的Harris和Watkins在利用灭活病毒诱导细胞融合方面做了大量的工作，并进一步利用这种灭活病毒来诱导不同种动物细胞间的融合[2]。他们的研究工作证明了在病毒法诱导细胞融合中, 其有效促融因子在于细胞的膜, 病毒膜片(甚至在病毒灭活或被超声打碎后)能使细胞间产生凝聚和融合,因此可以用紫外线灭活的此类病毒诱导细胞融合。 2.1.3研究进展 Kinoh H[4]等研究发现，通过改变其自身融合蛋白Ｆ可增加融合后细胞活性。此外，融合蛋白还可引起融合的树突状细胞释放白细胞介素-6 （IL-6）而发挥抗肿瘤效应及改变宿主细胞的基因而避免肿瘤转移[5-6]。Saga K[7]等发现，调整Sev的ＨＮ表达后对细胞融合及转染等毒性明显降低。目前，该方法被广泛应用于研究转染各种分子包括质粒DNA、SiRNA、蛋白、反义寡核苷酸[7]。 该方法的问题主要在于病毒制备困难，操作复杂， 灭活病毒的效价差异大，实验的重复性差，融合率很低等。这种方法适用于动物细胞融合，主要用于实验室研究。 2.2聚乙二醇（PEG）化学诱导法 2.2.1 聚乙二醇（PEG）化学诱导法原理 实验证明PEG不仅促进细胞凝集,更重要的是它可以引起细胞膜蛋白质和脂质及融合系统中水溶液性质的变化，大量实验证实后者在PEG诱导细胞融合作用中具有重要意义。PEG具有高度亲水性，Tilcock等报道，PEG浓度为38% 时，由于PEG与水之间的氢键形成，溶液中自由水消失，增加PEG浓度可减少结合在磷脂上的水分子，导致细胞脱水而发生膜结构的变化，以促进膜融合[3]。亲水性介质周围分子极性的变化，也影响细胞膜蛋白质结构，有利于两细胞膜脂质间相互作用及融合发生[3]。 2.2.2聚乙二醇（PEG）化学诱导法方法 PEG分子量为1000-2000时细胞融合率较高。44%的PEG诱导细胞融合率明显高于38%或50%的PEG，作用时间一般控制在2-3min，以逐渐稀释融合系统中PEG的浓度，达到终止PEG作用的目的。 pH和温度是PEG诱导细胞融合的两大影响因素，偏碱环境更利于细胞融合。pH 8.0-8.2时，细胞融合率最高。一定范围内，温度升高也有利于PEG诱导细胞融合，因而PEG诱导细胞融合的操作过程,一般均在37OC水浴中进行[3]。 PEG法的优点是没有种间