1957年,日本学者冈田善雄在培养
动物细胞时加入失去活性的
仙台病毒,发现能使两个动物细胞融合,产生具有两个核的细胞。研究表明,很多不同种的动物细胞都能进行融合,形成
杂交细胞。如人—猴、人-鼠、人-兔、人-鸡、人-蛙、鼠-鸡、鼠-兔、鼠-猴等等。
动物细胞融合也称
细胞杂交(cell hybridization),是指在一定的条件下将两个或多个动物细胞融合为一个细胞的过程,融合后形成的具有原来两个或多个
细胞遗传信息的
单核细胞,称为
杂交细胞(hybrid cell)
(4)杂种
细胞克隆。对选出的杂种细胞进行克隆(选择与纯化),经过培养,就能获得所需要的无性繁殖系。
植物细胞融合较
动物细胞难些。首先,
植物细胞外面有细胞壁,因此需要先用
纤维素酶和果胶酶去壁,形成
原生质体后,才能进行
细胞融合。其次,植物细胞融合后形成的
杂种细胞,经过培养有可能先脱分化发育成愈伤组织然后再分化为植物体,而动物细胞的杂种细胞则缺乏此种能力。植物
体细胞融合的过程大致包括:
细胞分离,原生质体制备,
原生质体融合,杂种细胞筛选及其培养,然后再通过
愈伤组织诱导分化出根、茎、叶,最后长成完整的
体细胞杂种植株。植物细胞融合技术不仅打破了常规
有性杂交育种的亲和性障碍,而且为实现“超
远缘杂交”提供了可能,有重大的应用价值。
19世纪30年代,科学家们相继在
肺结核、天花、
水痘、
麻疹等疾病患者的病理组织中观察到
多核细胞。19世纪70年代,科学家们在蛙的
血细胞中也看到了多核细胞的现象,但是由于受当时科学技术发展水平的限制,人们对这一现象并没有给予足够的重视;1958年,日本科学家岗田用灭活的
仙台病毒诱导人的
腹水癌细胞融合成功。后来科学家们又成功地诱导了不同种动物的体细胞融合,并且能将杂种
细胞培养成活。随着
细胞融合技术的不断改进,21世纪以来这项技术已经广泛应用于细胞学、遗传学、免疫学、病毒学等多种学科的研究工作中。
通过培养和诱导,两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程称为细胞融合(cell fusion)或
细胞杂交(cell hybridization)。
基因型相同的细胞融合成的杂交细胞称为
同核体(homokaryon);来自不同基因型的杂交细胞则称为
异核体(heterokaryon)。
细胞融合不仅可用于基础研究,而且还有重要的应用价值,在植物育种方面已经成功的有萝卜+甘蓝、粉蓝烟草+郎氏烟草、番茄+马铃薯等等。 而动物细胞融合技术最重要的用途是制备
单克隆抗体。
突破了有性杂交方法的局限,克服了远缘杂交的不亲和性,使
远缘杂交成为可能,为制造单克隆抗体提供了条件。成为研究
细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。