Eine Zelllinie bezeichnet in der Zellbiologie einen immortalisierten Zelltyp.
Eigenschaften
Aufgrund der im Vergleich zu Primärzellen hohen Wachstums- und Zellteilungsrate und der unbegrenzten Teilungsfähigkeit werden Zelllinien standardmäßig in der Zellkultur verwendet. Zelllinien besitzen als immortalisierte Zellen kein Hayflick-Limit und können sich unbegrenzt teilen. Sie werden künstlich durch eine Immortalisierung oder durch Fusion mit Tumorzellen im Rahmen der Hybridom-Technik erzeugt oder entstehen natürlich durch bestimmte Kombinationen an Mutationen bei der Entstehung von Tumoren, z. B. durch manche mutierte Onkogene und mutiertes p53. Nicht jede immortalisierte Zelllinie kann sich unbegrenzt teilen, wenn auch dann die Anzahl maximaler Zellteilungen erhöht ist. Einen vorübergehend immortalisierten Grenzfall zwischen Zelllinien und normalen Zellen bilden konditional reprogrammierte Zellen, die sich unbegrenzt teilen können, solange zwei Faktoren hinzugegeben werden – Fütterzellen und der Inhibitor der Rho-Kinase Y-27632. Stammzelllinien sind Zelllinien von Stammzellen.
Erzeugung
Es gibt verschiedene Methoden zur Erzeugung von Zelllinien:
- Isolierung aus Tumorgewebe ist die älteste Methode und wurde bereits bei HeLa angewendet.
- Einbringung von immortalisierenden Genen oder Viren
- Hybridom-Technik durch Zellfusion mit Tumorzellen
Verwendung
Zelllinien werden in den Lebenswissenschaften in Zellkulturlaboren zu Forschungszwecken eingesetzt, wenn Versuche in lebenden eukaryotischen Zellen durchgeführt werden. In der Biotechnologie werden Zelllinien zur Produktion größerer Mengen an rekombinanten Proteinen in Bioreaktoren verwendet, wenn eine möglichst humantypische Glykosylierung des Proteins notwendig ist. Die langfristige Lagerung von Zelllinien erfolgt durch Kryokonservierung.
Kontaminationen mit anderen Zelllinien
Aufgrund der jahrelangen Verwendung und Weitergabe sind vermutlich 20 % der Zelllinien mit anderen Zelllinien kontaminiert. Durch fehlerhafte Beschriftung oder durch Kontamination falsch identifizierte Zelllinien werden in der Datenbank Register of Misidentified Cell Lines aufgeführt. Ebenso führt Cellosaurus eine Datenbank mit problematischen Zelllinien. IGRhCellID ist eine Website mit Software zur Identifikation von Zelllinien und Kontaminationen.
Kontaminationen mit Mikroorganismen
Mit Mikroorganismen kontaminierte Zelllinien werden mit geeigneten Antibiotika behandelt. Kontaminationen mit Mycoplasmen können aus dem Zellkulturmedium bzw. aus dem FCS stammen, da sie bei der Sterilfiltration der Medien nicht entfernt werden. Aufgrund einer fehlenden bakteriellen Zellwand sind sie resistent gegen Antibiotika, die in die Zellwandsynthese eingreifen.
Beispiele
Es ist zu beachten, dass die folgende Auflistung der Zellkultur-Linien unvollständig ist. Alleine die ATCC führt bis zu 4.000 Zelllinien, weitere gibt es bei der DSMZ und der CCOS.
Geschichte
Die älteste tierische Zelllinie ist vermutlich das Sticker-Sarkom, ein infektiöser Tumor natürlichen Ursprungs, der vor bis zu 11.000 Jahren entstand. Seit seiner Entstehung hat das Sticker-Sarkom etwa 1,9 Millionen Mutationen angesammelt, 646 Gene wurden deletiert. In den Jahren 1951/1952 wurde erstmals eine unsterbliche menschliche Zelllinie aus einem Cervixkarzinom etabliert, welche später unter dem Namen HeLa bekannt wurde. In den folgenden Jahrzehnten wurden insbesondere Nährmedien, Wachstumsfaktoren und Bedingungen weiterentwickelt und neue Zelllinien etabliert.
Einzelnachweise
