从实验室到产业应用：深度解析TERT永生化细胞技术的现状与未来

TERT技术：细胞永生化与产业应用

原创于 2025-10-10 08:00:00 发布 · 907 阅读

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#端粒酶逆转录酶 #细胞永生化技术 #TERT技术

在生命科学和生物医药的研究中，拥有一株能够稳定传代、性状均一的细胞，就如同物理学家拥有了对撞机，是探索生命奥秘、研发新型药物与疗法的重要基石。然而，原代细胞体外培养时不可避免的“复制性衰老”成为了主要瓶颈。近年来，端粒酶逆转录酶（TERT） 介导的细胞永生化技术，以其安全、可控的特性，正逐渐成为打破这一瓶颈的关键工具，并展现出从基础研究走向产业应用的巨大潜力。

一、追本溯源：TERT如何实现细胞的“青春永驻”？

要理解TERT的价值，我们首先要了解细胞衰老的“计时器”——端粒。端粒是位于染色体末端的特殊结构，其作用类似于鞋带两端的塑料头，保护染色体在复制过程中不被“磨损”。然而，在大多数体细胞中，细胞每分裂一次，端粒就会缩短一截。当端粒缩短到临界长度，细胞便会启动衰老或凋亡程序，从而限制了其分裂能力。

TERT，作为端粒酶复合物的核心催化亚基，其作用正是解决这一“末端复制难题”。它能够以自身携带的RNA为模板，通过逆转录过程，合成新的TTAGGG重复序列并添加到染色体末端，从而补偿细胞分裂带来的端粒损耗。当TERT在原本不表达或低表达它的体细胞中被重新激活或外源导入时，就如同为细胞更换了“无限续航的电池”，使得细胞能够绕过复制性衰老，获得持续增殖的能力，即实现“永生化”。

二、技术纵横：为何TERT是更优的永生化策略？

在TERT技术成熟之前，研究者们通常采用病毒癌基因（如SV40的T抗原、HPV的E6/E7）或物理化学方法诱导细胞永生化。这些方法虽然有效，但存在明显弊端：

基因组不稳定性高：病毒基因的整合可能破坏宿主细胞关键基因，存在潜在致瘤风险。
细胞表型改变大：可能导致细胞分化状态丢失，不再适合用于需要高度功能化的研究。

相比之下，TERT介导的永生化策略展现出显著优势：

高安全性：仅针对端粒维持机制，不直接干扰细胞周期调控核心通路，基因背景更清晰，细胞核型更稳定。
表型保持性好：大量研究表明，经TERT永生化的细胞能够较好地保留其原代的生物学特性、特异标志物和部分功能，为研究提供了更真实的模型。

例如，在组织工程领域，研究人员通过慢病毒载体将hTERT（人端粒酶逆转录酶）导入人骨髓间充质干细胞（hMMSCs）或脂肪干细胞（ADSCs）中，成功获得了既能持续增殖，又保持了多向分化潜能的细胞系，为骨、软骨修复等再生医学研究提供了理想的“种子细胞”。

三、应用蓝图：TERT永生化细胞的多元化应用场景

疾病建模与药物筛选：
利用TERT技术，研究人员成功构建了多种难以获取的人源永生化细胞系，如肝细胞、呼吸道上皮细胞、声带上皮细胞等。这些细胞系为研究特定器官的疾病机制（如纤维化、感染性疾病）和高通量药物毒性、药效评估提供了稳定、可靠的体外平台。例如，有研究通过TERT永生化肝祖细胞与原代肝细胞融合，创建了具有肝细胞功能的杂交细胞，极大促进了肝病研究和药物代谢研究。
兽医与畜牧学研究：
在动物医学领域，TERT技术同样大放异彩。科学家们已成功构建了永生化猪肺泡巨噬细胞、牛乳腺上皮细胞、羊瘤胃成纤维细胞等。这些细胞系为研究猪繁殖与呼吸综合征、布鲁氏菌病等重要动物疫病的致病机制，以及开发新型疫苗和兽药，提供了前所未有的便利工具。
前沿探索——细胞农业：
这是TERT技术一个极具想象力的应用方向。细胞农业旨在通过培养细胞来生产肉、奶等农产品。建立能够大规模、低成本增殖的永生化细胞系是其核心。昆虫细胞等对培养基要求低的细胞，结合TERT永生化技术，有望成为未来生产人造肉和可持续蛋白产品的强大“细胞工厂”。

四、挑战与展望

尽管TERT技术前景广阔，但仍面临挑战：不同细胞类型永生化的效率与条件各异；永生化细胞长期传代后的遗传稳定性需要持续监控；在临床应用中，其绝对安全性仍需最严格的评估。

未来，随着基因编辑技术（如CRISPR）、类器官培养技术与TERT永生化的结合，我们将能够构建出更复杂、更接近体内环境的疾病模型和生产平台。TERT技术无疑将继续作为连接基础生物学发现与生物技术产业应用的一座关键桥梁，推动生命科学领域不断向前发展。

【权威参考】

Bodnar AG, et al. Extension of life-span by introduction of telomerase into normal human cells. Science. 1998. (PubMed)
Samantha L.P., et al. Inducible immortality in hTERT-human mesenchymal stem cells. J Orthop Res. 2012. (GeenMedical)
Fang J., et al. Immortalization of canine adipose-derived mesenchymal stem cells and their seminiferous tubule transplantation. J Cell Biochem. 2018. (万方)
Collins D.P., et al. Development of immortalized human hepatocyte-like hybrid cells by fusion of multi-lineage progenitor cells with primary hepatocytes. PLoS One. 2020.
Wan Z., et al. A robust vasculogenic microfluidic model using human immortalized endothelial cells. Biomaterials. 2021.
端粒酶逆转录酶的研究进展. 中国生物工程杂志. (知网)