传代细胞

传代细胞（英文：continuous cell line）这一术语源于体外细胞培养技术。1907年，Ross Harrison首次建立组织培养方法；1940年代，Wilton Earle等开发了可连续传代的细胞系。1951年，HeLa细胞的建立标志着首个人类连续细胞系的诞生。传代细胞是指通过将原代培养的细胞经胰蛋白酶消化后，按一定比例接种至新培养器皿中，从而能够无限次传代增殖的细胞群体。其核心特征是获得了永生性（immortalization），即突破了Hayflick极限（正常细胞约50次分裂后衰老），这通常源于染色体畸变、端粒酶激活或抑癌基因失活等遗传改变。

永生性获得

细胞从有限增殖转向无限增殖涉及多步骤分子事件：端粒酶重新激活以维持端粒长度；p53、Rb等抑癌基因突变或沉默；原癌基因如myc、ras的异常表达；细胞周期检查点失控。例如，HeLa细胞因HPV18病毒整合导致p53失活，同时端粒酶高表达。此外，表观遗传重编程（如DNA甲基化改变）也参与永生化的建立。

体外培养适应性

传代细胞在体外选择压力下逐渐适应培养环境：贴壁依赖性降低（可悬浮生长），对血清需求减少，代谢途径改变（如糖酵解增强）。这些适应性变化导致细胞形态、生长速率及基因表达谱与原代细胞显著不同。

按增殖潜能

按来源组织

• 上皮细胞系：如HeLa（宫颈癌）、A549（肺癌）
• 成纤维细胞系：如NIH/3T3（小鼠胚胎成纤维细胞）
• 肿瘤细胞系：如MCF-7（乳腺癌）、HepG2（肝癌）
• 神经细胞系：如SH-SY5Y（神经母细胞瘤）

按培养方式

• 贴壁细胞系：需附着于基质生长，如HeLa、Vero
• 悬浮细胞系：可在培养液中自由生长，如K562（白血病）

标准培养条件包括：37℃恒温、5% CO₂、95%湿度，培养基含10-20%胎牛血清（FBS）及抗生素。近年来，无血清培养基（如SFM）和化学限定培养基被开发以减少批次差异。细胞倍增时间因细胞系而异，一般12-48小时。传代时常用0.25%胰蛋白酶-EDTA消化，按1:2至1:10比例传代。

传代细胞可长期冷冻保存（液氮，-196℃），复苏后仍保持增殖能力。但连续传代可能导致染色体核型变异、支原体污染及交叉污染（如HeLa污染事件）。因此，需定期进行细胞鉴定（如STR分析）和质量控制。

病毒学与疫苗生产

传代细胞是病毒分离、增殖及疫苗制备的关键基质。Vero细胞（非洲绿猴肾细胞）广泛用于流感、狂犬病、脊髓灰质炎疫苗生产；MDCK细胞（犬肾细胞）用于流感疫苗。HeLa细胞曾被用于脊髓灰质炎病毒培养，推动疫苗研发。

药物筛选与毒理学

通过MTT、CCK-8等法测定药物对细胞增殖的抑制率，评估抗肿瘤活性。例如，MCF-7用于雌激素受体阳性乳腺癌药物筛选；HepG2用于肝毒性测试。高通量筛选系统结合96/384孔板可同时测试数千种化合物。

基因功能与疾病模型

利用转染（脂质体、电穿孔）、CRISPR/Cas9技术操控传代细胞基因表达，研究癌基因（如EGFR）、抑癌基因（如TP53）功能。建立稳定表达报告基因的细胞系用于信号通路研究。例如，HEK293（人胚胎肾细胞）常用于外源蛋白表达。

生物制药

CHO细胞（中国仓鼠卵巢细胞）是生产重组蛋白（如抗体、细胞因子）的主力系统，因其能进行人源化糖基化修饰。HEK293用于生产病毒载体（如AAV、慢病毒）用于基因治疗。

• 遗传漂变：长期培养导致基因组不稳定，出现染色体数目和结构异常（如异倍体），影响实验结果可重复性。
• 交叉污染：HeLa细胞曾污染大量细胞系（如ECV304实为HeLa），导致研究结果偏差。
• 表型改变：分化标志物丢失（如细胞角蛋白表达下降），不能完全代表体内原代细胞行为。
• 支原体污染：隐蔽性污染影响细胞代谢和基因表达，需常规检测（如PCR、荧光染色）。
• 伦理问题：HeLa细胞取自未经同意的患者（Henrietta Lacks），引发知情同意和利益分享讨论。

随着3D培养（类器官）、微流控芯片和组学技术发展，传代细胞在精准医疗、毒理学替代实验（减少动物使用）、再生医学中仍有广阔前景。工程化细胞系（如敲除免疫检查点基因）将助力免疫细胞治疗和疫苗研发。同时，新型培养体系（如无血清、无异源成分）将提升细胞产品的安全性和一致性。

• Freshney R I. Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique and Specialized Applications. 7th ed. John Wiley & Sons, 2016.
• Masters J R. HeLa cells 50 years on: the good, the bad and the ugly. Nature Reviews Cancer, 2002, 2(4): 315-319.
• 陈志南，王玉梅. 细胞培养与实验技术. 西安：第四军医大学出版社, 2005.
• 章静波，张世馥，李春海. 组织和细胞培养技术. 北京：人民卫生出版社, 2011.
• Freshney R I, Vunjak-Novakovic G. Animal cell culture: a practical approach. 3rd ed. Oxford University Press, 1992.
• Hayflick L, Moorhead P S. The serial cultivation of human diploid cell strains. Experimental Cell Research, 1961, 25(3): 585-621.
• Lacks H, Skloot R. The immortal life of Henrietta Lacks. Crown, 2010.
• 郭泓，张永清，黄仕和. 细胞培养技术. 北京：科学出版社, 2018.