HAP1细胞

HAP1 是常用于生物医学和遗传学研究的近单倍体细胞系^[1]，跟所有永生的癌细胞系一样可以无限期分裂，并且几乎每个染色体都有一个拷贝。HAP1细胞的体积比普通人类细胞小，直径约11微米。

起源

HAP1细胞是衍生自KBM-7细胞系的近单倍体细胞系。最初是在患有慢性粒细胞性白血病（CML）的患者中^[2]，发现了除8号染色体和15号染色体外都具有单倍核型的KBM-7细胞^[1]^[3]。它还具有9号染色体和22号染色体的倒易位，从而形成带有致癌的BCR-ABL融合基因的费城染色体，并且因为易位的性质而没有丢失任何遗传物质。

KBM-7细胞经过重新编程后，可以产生粘附细胞系HAP1，该细胞系的8号染色体仅有一个拷贝，然而HAP1保留了尚为二倍性的、附著在19号染色体长臂上的15号染色体的30兆碱基杂合片段^[4]，约为15号染色体总大小的三分之一，故而并非真正的单倍体。在生长、形态学及基因表达上明显不同于它们的KBM-7亲本细胞。HAP1细胞不仅呈现纤维细胞样形态，并且更加接近单倍体，然而HAPl细胞对于维持它们的近单倍体核型不如KBM-7细胞稳定，更加容易自发转变成二倍体状态。

由于是近单倍体核型，所以已经丢失抑癌基因，但是目前仍然不知道是哪种机制引致染色体的减少^[5]。它们可以具有少于40条染色体，并且继续作为肿瘤细胞发挥其作用，宝际上很少遇到少于30个染色体、并且接近单倍体的白血病细胞^[6]。

特徴

HAP1细胞是癌症细胞，而这些细胞的主要特征是不受抑制的生长^[7] 。随著有丝分裂的速率增加，核纺锤体中会出现缺陷，导致非典型染色体的出现。HAP1细胞中发现的染色体不规则，故而在形态上也不同于健康细胞，具有不规则的形状和大小。它们具有巨大的细胞核、突出的核仁及非典型著色的细胞质。核糖体和信使核糖核酸在细胞质中积累，有膜胞器的形状、大小和功能（英语：Function_(biology)）也会发生变化，有些细胞器变得比正常更大、更小或不存在^[7]。HAP1细胞衍生自白血病细胞，而白血病细胞从骨髓中突变的髓样细胞发育而来。健康的骨髓细胞可产生红细胞、血小板和白血球（淋巴细胞除外）。为了使CML发育而形成BCR-ABL融合基因，将髓样细胞转变为CML细胞。

科研用途

HAP1细胞因具有单倍体特性而在生物医学研究和基因实验中非常有用^[6]。要对二倍体细胞进行研究时，因要考虑到隐性突变的可能性而很难从表型上筛选出突变。每个基因有两个副本，未突变的基因通常会掩盖着突变；然而在单倍体细胞中，每个基因只有一个拷贝，因此突变的表型会立即暴露出来^[5]。在单倍体细胞发展之前，许多研究仅限于微生物和其他简单的细胞。自从单倍体细胞被发现后，科学家可将在体外培养的HAP1细胞作为可靠的筛选工具^[5]。HAP1细胞目前已用于创建真正的单倍体人类细胞系。研究人员使用CRISPR/Cas9系统，并且通过核酸内切酶Cas9靶向15号染色体中仍然是二倍性的片段的任一末端。实验人员能够培养出第一个真正的单倍体人类细胞系，该细胞系被称为eHAP或HAP2，每个细胞均只包含23条染色体的单个拷贝^[4]。

参考资料

^ ^1.0 ^1.1 Kotecki, M; Reddy, PS; Cochran, BH. Isolation and characterization of a near-haploid human cell line.. Experimental cell research. 1999-11-01, 252 (2): 273–80 [2019-12-01]. PMID 10527618. doi:10.1006/excr.1999.4656.
^ Andersson, BS; Beran, M; Pathak, S; Goodacre, A; Barlogie, B; McCredie, KB. Ph-positive chronic myeloid leukemia with near-haploid conversion in vivo and establishment of a continuously growing cell line with similar cytogenetic pattern.. Cancer genetics and cytogenetics. 1987-02, 24 (2): 335–43 [2019-12-01]. PMID 3466682. doi:10.1016/0165-4608(87)90116-6.
^ Carette, JE; Guimaraes, CP; Varadarajan, M; Park, AS; Wuethrich, I; Godarova, A; Kotecki, M; Cochran, BH; Spooner, E; Ploegh, HL; Brummelkamp, TR. Haploid genetic screens in human cells identify host factors used by pathogens.. Science (New York, N.Y.). 2009-11-27, 326 (5957): 1231–5 [2019-12-01]. PMID 19965467. doi:10.1126/science.1178955. （原始内容存档于2013-12-22）.
^ ^4.0 ^4.1 Essletzbichler, P; Konopka, T; Santoro, F; Chen, D; Gapp, BV; Kralovics, R; Brummelkamp, TR; Nijman, SM; Bürckstümmer, T. Megabase-scale deletion using CRISPR/Cas9 to generate a fully haploid human cell line.. Genome research. 2014-12, 24 (12): 2059–65 [2019-12-01]. PMID 25373145. doi:10.1101/gr.177220.114.
^ ^5.0 ^5.1 ^5.2 Wutz, A. Haploid animal cells.. Development (Cambridge, England). 2014-04, 141 (7): 1423–6 [2019-12-02]. PMID 24644259. doi:10.1242/dev.102202.
^ ^6.0 ^6.1 Oshimura, Mitsuo; Freeman, Arnold I.; Sandberg, Avery A. Chromosomes and causation of human cancer and leukemia. XXIII. Near-haploidy in acute leukemia. Cancer. 1977-09-01, 40 (3): 1143–1148. ISSN 1097-0142. doi:10.1002/1097-0142(197709)40:3<1143::aid-cncr2820400325>3.0.co;2-4 （英语）.
^ ^7.0 ^7.1 Baba, Alecsandru Ioan; Câtoi, Cornel. TUMOR CELL MORPHOLOGY. The Publishing House of the Romanian Academy. 2007-01-01 [2019-12-02]. （原始内容存档于2020-01-10）（英语）.

外部链接

Cellosaurus entry for HAP1（页面存档备份，存于互联网档案馆）

[b-1] 1.0 ^1.1 Kotecki, M; Reddy, PS; Cochran, BH. Isolation and characterization of a near-haploid human cell line.. Experimental cell research. 1999-11-01, 252 (2): 273–80 [2019-12-01]. PMID 10527618. doi:10.1006/excr.1999.4656.

[a-2] Andersson, BS; Beran, M; Pathak, S; Goodacre, A; Barlogie, B; McCredie, KB. Ph-positive chronic myeloid leukemia with near-haploid conversion in vivo and establishment of a continuously growing cell line with similar cytogenetic pattern.. Cancer genetics and cytogenetics. 1987-02, 24 (2): 335–43 [2019-12-01]. PMID 3466682. doi:10.1016/0165-4608(87)90116-6.

[c-3] Carette, JE; Guimaraes, CP; Varadarajan, M; Park, AS; Wuethrich, I; Godarova, A; Kotecki, M; Cochran, BH; Spooner, E; Ploegh, HL; Brummelkamp, TR. Haploid genetic screens in human cells identify host factors used by pathogens.. Science (New York, N.Y.). 2009-11-27, 326 (5957): 1231–5 [2019-12-01]. PMID 19965467. doi:10.1126/science.1178955. （原始内容存档于2013-12-22）.

[d-4] 4.0 ^4.1 Essletzbichler, P; Konopka, T; Santoro, F; Chen, D; Gapp, BV; Kralovics, R; Brummelkamp, TR; Nijman, SM; Bürckstümmer, T. Megabase-scale deletion using CRISPR/Cas9 to generate a fully haploid human cell line.. Genome research. 2014-12, 24 (12): 2059–65 [2019-12-01]. PMID 25373145. doi:10.1101/gr.177220.114.

[f-5] 5.0 ^5.1 ^5.2 Wutz, A. Haploid animal cells.. Development (Cambridge, England). 2014-04, 141 (7): 1423–6 [2019-12-02]. PMID 24644259. doi:10.1242/dev.102202.

[e-6] 6.0 ^6.1 Oshimura, Mitsuo; Freeman, Arnold I.; Sandberg, Avery A. Chromosomes and causation of human cancer and leukemia. XXIII. Near-haploidy in acute leukemia. Cancer. 1977-09-01, 40 (3): 1143–1148. ISSN 1097-0142. doi:10.1002/1097-0142(197709)40:3<1143::aid-cncr2820400325>3.0.co;2-4 （英语）.

[g-7] 7.0 ^7.1 Baba, Alecsandru Ioan; Câtoi, Cornel. TUMOR CELL MORPHOLOGY. The Publishing House of the Romanian Academy. 2007-01-01 [2019-12-02]. （原始内容存档于2020-01-10）（英语）.

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