Embryoprosjektet Encyclopedia

Fra 1958 til 1961 Utviklet Leonard Hayflick og Paul Moorhead I Usautviklet en måte i laboratoriet å dyrke stammer av menneskelige cellermed komplette sett med kromosomer. Tidligere kunne forskere ikkeopprettholde cellekulturer med celler som hadde to komplette sett medkromosomer som normale humane celler (diploid). Som et resultat, forskerehan prøvde å studere menneskelig cellebiologi fordi det ikke var en pålitelig kilde til celler som representerte diploide humane celler. I dereseksperimenter Skapte Hayflick og Moorhead varige stammer av menneskeceller som beholdt begge komplette sett med kromosomer. De deretter frøsprøver fra kulturer slik at cellene forble levedyktig for future research. De bemerket også at celler kun kunne dele seg en vissantall ganger før de degraderte og døde, et fenomen senerekalt Hayflick-grensen. Hayflick og Moorheads eksperiment aktiverte forskning på utviklingsbiologi og vaksiner som stod på menneskelige stammer. Hayflick spesialisert seg på dyrking av celler i kontrollerte miljøer. I 1958 kom han til Wistar Institute I Philadelphia, Pennsylvania, en forskningsinstitusjon som studerte cellebiologi og virus, på invitasjon av instituttets nye direktør, HilaryKoprowski. Koprowski oppgave Hayflick med å skape cellekulturer forbruk i eksperimenter fra andre forskere ved instituttet. Hayflicklater husket imidlertid at han brukte sin forskningsoppgave som mulighet til å studere metoder og begrensninger av cellekulturer. For å bistå i dyrkningsceller rekrutterte Hayflick Sin wistar-kollega,Paul Moorhead, som studerte strukturen og funksjonen til celler ogkromosomer. mangelen på lang levetid for normale humane cellekulturer i laboratoriet begrenset forskning som forskere kunne gjøre. Med cellkulturer vokser forskere populasjoner av celler i glassvarer i kontrollerte forhold for bruk i forskning. Forskere vanligvis growcell kulturer i glass eller petriskåler som inneholder vekst medium, en løsning som inneholder oppløste salter, sukker og andre cellnutrients. Gjennom første halvdel av det tjuende århundre, forskere hypotese at alle normale, sunne cellekulturer hadde aninnate evne til å dele på ubestemt tid basert på tidligere funn publisert av biolog Alexis Carrel i 1912 I USA. I praksis observerte forskerne imidlertid ikke endeløs deling i normale celler.I stedet degraderte cellene i kulturen til slutt og døde. Forskere hevdet at cellene degraderte fordi de hadde tømt kulturvekstmediet av alle næringsstoffene, eller fordi laboratorieteknikere ikke hadde klart å opprettholde ideelle miljøforhold for cellulær vekst. De eneste humane celler som gjorde dele kontinuerlig inlaboratory innstillinger, kalt udødelige cellelinjer, var celler avledet fra kreftceller. Disse cellelinjene representerte bare noen aspekter av menneskelig cellebiologi. i midten av det tjuende århundre, medisinskforskere kunne ikke forklare hva som forårsaket kreft, og mange forskere, inkludert Hayflick og Moorhead, antydet at visse virusmight forårsaker kreftvekst. Selv om mange mikrobiologer bruktceller avledet fra kreftcellelinjer i medisinsk forskning, cellenevar generelt ikke brukt i utviklingen av vaksiner fordi forskere bekymret for at vaksinene ville bli forurenset med kreftfremkallende virus muligens inneholdt i cellene selv. Videre celler fra kreft linjer, på grunn av deres constantdivision, var heteroploid, noe som betyr at de hadde enten større orfærre antall kromosomer enn normale humane celler, som har twocomplete sett med kromosomer. Heteroploidceller resulterte ofte fraden kontinuerlige celledeling over mange generasjoner av celler ikultur. Hayflick og Moorehead produserte humane celler som kunne bli dyrket over mange generasjoner, som celler fra kreftcellelinjer, men bevarte også cellens diploide antall kromosomer og reduserte risikoen fra teoretiske kreftfremkallende virus. De beskrev deres eksperiment i «Seriell Dyrking Av Humane DiploidCell-Stammer», publisert i 1961. Hayflick og Moorhead søkte å utvikle stammer av humane celler som kunne dyrkes i lang tid i laboratoriet, men likevel beholdt deres diploidantall kromosomer. De antydet at hvis de vartransplantert små prøver av diploide humane celler fra allerede voksendekulturer til et nytt vekstmiljø, ville de i stor grad økeantall diploide celler i kultur. Hayflick og Moorhead foreslo at frysing av små mengder diploide celler ville stoppe cellulærvekst og deling uten å drepe cellene. Frosne celler kunne da lagres til forskere krevde dem, og da kunne de tine de frosne cellene og gjenopprette dem til normal cellulær aktivitet.Hayflick og Moorhead forutslo at etter tining ville de dyrkede cellene ikke bli heteroploide som celler fra andre linjer og ville beholde sitt diploide sett med kromosomer. Hayflick Og Moorheads forsøk hadde som mål å både skape en metode for å dyrke humane diploidceller i laboratoriet for langsiktig forskningsbruk, og å bestemme om eller ikke disse cellestammene bidro til kreftvekst.Hayflick og Moorhead vokste først menneskelige celler i laboratorievekstkulturer, transplanterte små prøver av celler i nye beholdere for å vokse flere cellekulturer, og frøs prøver av celler fra disse kulturer for å bevare cellene for senere forskning. Deretter, for å teste om de frosne cellene fortsatt var levedyktige for forskning, Hayflick og Moorheadthawed de frosne cellene og forsøkte å vokse cellekulturer fra dem.Til slutt implanterte de prøver av de humane diploide cellestammene i levende vev for å se om de førte til kreftvekst. For å utvikle diploide humane cellestammer begynte Hayflick og Moorhead å dyrke celler fra 25 forskjellige vev hentet fra aborterte foster. Disse cellene ble 25 forskjellige humane cellestammer, kalt numerisk WI-1GJENNOM WI-25. WI sto For Wistar Institute, hvor cellestrains ble utviklet. Hayflick og Moorhead brukte føtale vevfordi, mer enn voksne celler, fosterceller lettere utvikletinn i fibroblastceller, som er spesialiserte celler som girstrukturell støtte til de fleste kroppsvev. Fibroblastceller var foretrukket for laboratoriecellekultivering fordi de vokste raskt og kontinuerlig i cellekulturer, og gir en overflod av celler forforskning. Hayflick Og Moorhead kutte hver av vevsprøver ismå, tynne slivers og deretter implantert dem på indre veggen av glassflasker fylt med næringsrikt vekstmedium. Hayflick og Moorheadderetter plassert de vevsbelagte flasker av hver cellestamme i et varmemiljø i tre dager, og erstatter regelmessig vekstmediet meden frisk tilførsel, for å begynne å vokse cellekulturen.

Hayflick ogmoorhead la kulturene vokse til cellene belagte hele glassflasken. Hver prøve av føtale celler ble deretter delt inn i en prosesskalt subdyrking. Under subkultivasjon Fjernet Hayflick Og Moorheadremoved en liten prøve av celler og implanterte disse cellene på veggen av en ny glassflaske fylt med vekstmedium, og skaper en ny cellekultur av samme cellestamme. Hver ny cellekultur utgjorde en ny generasjon celler som selv kunne bli videredyrket med samme metode, slik at det totale antall cellerå vokse eksponentielt. Hayflick og Moorhead delte deretter prøver av de gjenværende cellene i små porsjoner og frøs dem for å stoppe cellens vekst og stoppe ytterligere celledeling.

Hayflick Og Moorheadfortsatte subkultiverende celler to ganger i uken i omtrent ti måneder, påsom peker cellekulturer sluttet å vokse og begynte å nedbrytes.Hayflick Og Moorhead antydet at cellene hadde sluttet å delepå grunn av en oppbygging av giftige produkter av cellulær vekst ivekstmedium. Hayflick og Moorhead prøvde å introdusere fersk vekstmedium som var fri for eventuelle giftstoffer, men cellekulturene fortsatte å nedbryte og dø i løpet av de neste månedene. Imidlertid nedbrytes ikke andre cellekulturer plassert i samme vekstmediumog dør. Forskerne konkluderte med at noe om celleneseg selv, ikke deres miljø, fikk dem til å begynne å forverres.Hayflick og Moorhead forsøkte deretter å avgjøre om cellene de hadde frosset kunne brukes til å dyrke flere cellekulturer. Etter tining av små prøver av celler, Hayflick og Moorheadimplantert cellene på veggene av glassflasker. De igjen dyrket dem i vekstmedier og oppdaget at selv etterfrysing vokste cellene fortsatt i nye kulturer, som selv kunne bli subkultivert. Uavhengig av tidligere frysing eller subkultivasjoner,kan forskere bruke prøver fra diploide humane cellekulturer for å vokse mer diploide humane cellekulturer. Hayflick og Moorhead hadde skapt adiploid menneskelig cellestamme som kunne dyrkes i laboratoriekulturer på ubestemt tid. Hayflick og Moorhead undersøkte deretter omeller ikke cellene dyrket i de nye kulturer var diploide. Når du skriver om forsøket, sa de at de var bekymret for atceller kan ikke ha forblitt diploide fordi de hadde vokst dem over mange generasjoner, noe som kan føre til heteroploidi. Ved hjelp av lysmikroskoper så Hayflick og Moorhead på prøver av celler undermetafasen av celledeling, når kromosomer er tydelige oglett sett. De talt antall kromosomer i 250individuelle celler for å få et estimat av hvor mange celler som fortsatt hadde adiploid antall kromosomer. Hayflick Og Moorhead fastslått atmer enn 97 prosent av cellene var diploide selv etter mer enn tjuegenerasjoner av subkultur. Hayflick og Moorhead konkluderte med at deres prosess med seriell dyrking og frysing av føtale celler var en effektiv metode for å bevare en diploid human cellestamme. Til Slutt Måtte Hayflick og Moorhead vise at deres cellestammer ikke gjorde detforårsake kreft. Problemet med de utødelige cellelinjene opprettet frakreftceller var at forskere antydet at cellene kunne inneholde kreftfremkallende virus. For å sikre at deres newcell-stammer ikke forårsaket kreft, Testet Hayflick og Moorhead theWI – 25 cellestamme i levende vev. DE valgte WI-25-stammen fordi DEN hadde gjennomgått de fleste underavdelinger og var mest sannsynlig å forårsake kreft. Derfor, hvis det ikke gjorde det, var det sannsynligat ingen av de andre stammene ville heller.

forskerne implantertceller FRA WI – 25-cellestammen i kinnposene til fem livinghamstere. Som en eksperimentell kontrollgruppe implanterte de også femandre hamsters kinnposer med celler avledet fra kreftcellelinjer. I begynnelsen oppstod knuter, et tidlig tegn på å utvikle kreft, i sjekkposene til begge settene med hamstere. Men etter tre uker, nesten alle knuter i hamstere implantert MED WI-25CELLER hadde forsvunnet, mens knuter i hamstere implantert medceller fra kreftceller linjer hadde alle økt i størrelse. Hayflickand Moorhead utførte biopsier av de resterende nodulene for å bekreftederes prediksjon om at deres subkultiverte celler ikke forårsaket kreft.Biopsiene viste at nodulene i hamstere implantert med celler fra kreftcellelinjer faktisk var kreft, MENS WI-25-cellenodulene skyldtes betennelse og blødning ved implantasjonensted. Hayflick og Moorhead implanterte også EN lignende menneskelig cellestrain, WI-1, i muskelvevet til fem døende kreftpasienter.Han implanterte også celler fra kreftcellelinjer til fem andre terminale kreftpasienter. Som i hamstere vokste først nodulerpå implantasjonsstedene i begge grupper. Etter et par dager, wi – 1 celle noduler begynte å falle, mens nodulene multiplisert ipasienter implantert med celler fra kreftcellelinjer. På slutten ofa uke, nesten ALLE WI-1 knuter hadde forsvunnet, Og Hayflick andMoorhead biopsied de resterende knuter i begge grupper. Resultatene av biopsiene viste at kreftcelleknutene var heteroploidceller, MENS WI-1 nodulene var diploide og ikke-kreftformede. Hayflickand Moorheads funn, som de publiserte i 1961, demonstrerte at menneskelige diploide celler kunne forplantes over mange generasjoner, som kreftcellelinjer, uten å bli heteroploid eller kreftformet.

resultatene hadde en umiddelbar og varig innvirkning påforståelse av utviklingsbiologi og vitenskapelig forskning. Resultatene av deres eksperiment bekreftet Carrels hypotese fra 1912 at normale celler vokste på ubestemt tid i kultur, til tross for observasjoner av cellekulturer som degraderte over tid. Carrel hadde antydet at det var grunnen til at celler i praksis syntes å forverres og alder overtid skyldtes ufullkomne laboratorievekstforhold for cellene.Carrel hevdet at under ideelle forhold kunne celler i kulturerdel på ubestemt tid, effektivt som en utødelig cellelinje.Hayflick og Moorheads funn indikerte imidlertid at aldring av organismer skjer på mobilnivå, en prosess som kalles senescence, og at celler bare kunne gjennomgå et begrenset antall divisjoner før de degraderte og døde. Under deres eksperiment, Hayflick Og Moorheadforsøkte å kontinuerlig kulturfosterceller, erstatte gammel vekstmedium med friskt, næringsrikt medium. Imidlertid fant de detetter omtrent førti eller seksti generasjoner begynte cellene å dø hellerenn å reprodusere, et fenomen senere kalt Hayflick-grensen. Detresultatet viste at cellene ikke kunne vokse på ubestemt tid ikultur, selv under ideelle forhold. Hayflick og Moorheads metode for seriell dyrking av humane diploide celler hjalp også forskere til å opprettholde en rikelig tilførsel av diploide humane celler for forskning. ByHayflick og Moorheads beregninger kunne en enkelt menneskelig cellestamme subkultivert nok ganger til å produsere nesten 20 tonn levedyktige celler. Selv om det ikke var teknisk utødelig, ville denne forsyningen værenær uuttømmelig for praktiske forskningsformål.

Videre muliggjorde opprettelsen av levedyktige diploide humane celler vaksineforskning.Fordi Hayflick og Moorhead viste at deres humane cellestammer ikke forårsaket kreft hos hamstere eller mennesker, kunne disse stammene brukes invaccines uten trussel om å forurense vaksinen med somecancer-forårsaker agent. Etterfølgende tilsvarende avledede humane cellestammer, SOM WI-38, ble grunnlaget for vaksiner for barndomssykdommersom rubella og vannkopper. Mens mange forskere ønsket Velkommen Utviklingen av humane cellestammer Av Hayflick og Moorhead, avviste noen, inkludert Den Katolske Kirke, bruken av avbrutt fetalmaterial i utviklingen av vaksiner på religiøst grunnlag. TheVatican uttalte senere at de protesterte mot utviklingsmetoden av vaksiner avledet fra føtal vev, ikke til individets bruk av disse vaksinene for å forebygge sykdommer. Hayflick og Moorhead demonstrerte ikke bare at menneskelige celler kunne bli vellykket dyrket i laboratoriet mens de fortsatt opprettholdt et diploid antall kromosomer, men også at de kunne opprettholde cellene nesten ubestemt gjennom seriell subkultur. Videre la deres eksperiment grunnlaget for Hayflick for videre forskning grensen for celledivisjoni kultur, senere kalt Hayflick-grensen. Hayflick og Moorhead ‘ s funn tillatt for videre eksperimenter i utviklings biologyand vaksine utvikling ved å gi rikelig humane celler for forskning.