6.4.1 概况
在体细胞之间进行基因转移的途径有以下五种。
(1)细胞与细胞的融合 形成的杂种细胞或异核体,可以含有两个或多个亲本细胞的完整基因组。种间杂种细胞有排异现象。可应用于基因定位、等位基因间显隐性关系分析、基因表达调控和细胞分化研究。
(2)质核融合 即一种细胞的细胞核移植于另一种细胞的细胞质中的融合技术。可用于核遗传物质和核外遗传物质的转移,研究核基因在不同的细胞质背景中的功能表达,用于线粒体基因的定位研究。质核融合也催生了哺乳动物克隆技术的基本思路。
(3)微细胞介导的基因转移 微细胞是细胞经细胞松弛素B处理和离心分离后获得的含少量染色体和细胞质的微型细胞。微细胞介导的基因转移,可造成少数几个染色体的转移,可应用于基因定位和基因调控研究。
(44)染色体介导的基因转移 可转移单个染色体,有时是特定的染色体。在基因定位和克隆嵌板的建立中有特殊的用途。
(5)DNA介导的基因转移 通过体细胞摄取纯化的外源DNA并表达其功能,从而导致受体细胞基因型和表型改变的实验过程。这是1944年艾弗里等进行的细菌转化实验在哺乳动物体细胞遗传学中的推广和衍生。这也是应用最为广泛的基因转移技术,哺乳动物的转基因和基因组修饰技术则是将DNA转移的靶细胞从体细胞扩展到早期胚胎或胚胎干细胞的一种成熟的基因工程技术。
本节主要讨论第5种类型的基因转移研究。早在1962年,萨巴尔斯基(E.H.Szybalska)就企图把野生型的HPRT基因转移至HPRTˉ突变型细胞中去,虽然未获成功,却设计了一种非常有用的HAT选择系统。1977年,格拉哈姆(F.Graham)的实验室和威格勒尔(M.H.Wigler)的实验室,分别把原先用于测定病毒DNA传染性的DNA-磷酸钙共沉淀法应用于哺乳动物体细胞的基因转移,导致了源于单纯疱疹病毒的TK基因转入小鼠L细胞的TKˉ突变型株的成功。实验步骤是先将氯化钙、标志基因TK的DNA和中性磷酸缓冲液混合,形成DNA-磷酸钙共沉物。然后把共沉物加入TKˉ细胞的培养液中。经过一定时间的处理和培养,在HAT培养基上选出TK+的L细胞克隆。不久,APRT和HPRT的DNA介导的基因实验也先后成功。接着,施嘉禾(C.Shih)等和库珀(G.Cooper)等通过DNA介导的基因转移技术,进行了可导致细胞恶性转化的转化基因(transforminggene)的转移,为分离癌基因奠定了实验基础。