海拉細胞,來自海瑞塔·拉克斯的癌症細胞，是人類歷史上第一個可以無限制複製的“永生”細胞。
經熒光染色的海拉細胞，圖片提供：Tom Deerinck。
塔斯基吉研究所的工作人員正在檢查海拉細胞。
不同來源的海拉細胞系基因拷貝數差別明顯
不同來源的海拉細胞，複製速率差異巨大
左圖：不同細胞的感染複數 右圖：不同細胞感染後蛋白表達的差異
海拉細胞的誕生
這本是一個貧窮多子的黑人女人（埃塔·拉克絲）感染HPV患上宮頸癌然後去世的故事，然歷史總是在一些不起眼的瞬間改變。
Henrietta Lacks(左)
1950年9月19日，拉克絲於約翰·霍布金斯大學醫院分娩，當時並未診斷出宮頸疾病 ，6周後複查也無任何異常。
但自複查後3個月，她體內居然長出了一塊完整的腫瘤。
當時診斷的醫生翻看了她的病歷，發現了這一奇怪的現象，上報給了他的導師喬治.蓋伊(George Gey)，一位在細胞領域極具聲望的學者。
他在細胞領域研究長達20年，苦苦尋求一種能夠離體培養的人體細胞，直到海拉細胞的出現。
蓋伊通過對海拉細胞病灶組織培養髮現，24小時裡，細胞的數量翻了一倍。
它具有非常強大的生殖能力！
後續的觀察發現，與普通細胞40-50次左右繼代就凋亡相比，海拉細胞能夠無限次增殖，活力並不會減退！
這是一個載入歷史的里程碑式發現，標示著人類成功地分離出第一株體外培養的細胞系。為了紀念埃塔·拉克絲，蓋伊博士將這個細胞繫命名為“海拉”（Hela cells），而拉克絲由此成為細胞之母。
Hela cells
海拉細胞為什麼可以永生？
（1）癌細胞一直在不停的快速分裂，也就是說：癌細胞一直在合成新分子，並由新分子組成新細胞，因此海拉細胞永遠都是新的。
而人體絕大多數細胞都已不再分裂。
（2）染色體的端粒被稱為“細胞的生物鐘”，染色體每複製一次，端粒就會縮短一點，當端粒縮短到一定程度，細胞就衰老死亡了。
而癌細胞的端粒酶被激活，能夠延長縮短的端粒。
此外，細菌也是永生的，因為細菌像海拉細胞一樣，不斷的、快速的、一分為二的增殖，所以細胞永遠是新的。
細菌的DNA是環狀，所以沒有端粒結構，不存在端粒縮短的問題，這是細菌永生的另一個原因。
燈塔水母和海拉細胞看似永生，其實都不是永生的。
燈塔水母被稱為“永生的”，因為燈塔水母在受到傷害或缺乏食物時，就會變回幼年時期的水螅狀態，因此被認為是“返老還童”，並可在幼年和成年之間反覆變換。
燈塔水母在“返老還童”的時候，其實是把自己的細胞進行了轉化和分裂，母體被分裂成很多的幼體水螅，這就意味著母體的生命在這個過程中就已經死亡了。
因此燈塔水母並沒有得到永生，只是通過這種無性生殖，將自己的生命延續下去而已。
海拉細胞一分為二變為兩個新細胞的時候，原本的海拉細胞就已經不存在了，細菌也是同理。
就像一句名言：你永遠不能踏進同一條河流。
不過由於海拉細胞具有無限增殖、生長迅速、對多種病毒敏感等特性，它成為了理想的細胞模型，在科學領域中作出了卓著的貢獻。
譬如在1953年，Jonas Salk進行脊髓灰質炎疫苗的研製，急需理想的細胞載體檢驗疫苗效果，海拉細胞的發現解決了這項棘手的問題，保護上百萬人免受疾病侵害。
海拉細胞自發現以來，成為理想的研究載體，如病毒行為、基因克隆、編輯等分子生物學水平上的研究。
無限增殖的秘密：高度活躍的端粒酶
但是，人們並不清楚海拉細胞無限繁殖的原因，直到Jack Szostak、Elizabeth Blackburn 、Carol Greider 三位科學家一起揭示了端粒和端粒酶保護染色體的機制，並在2009年獲得諾貝爾生理學獎。
端粒酶是一種由催化蛋白和RNA模板組成的酶，可合成染色體末端的重複DNA（端粒），賦予細胞複製的永生性。
細胞每分裂一次，染色體末端就會損耗一點，而端粒就像是加在染色體上的帽子，可以避免染色體受損。一旦端粒被磨損耗盡，染色體開始受到損害，那麼就會誘導細胞的凋亡機制。
染色體上的端粒（紅色部分）
正常細胞的分裂極限大約是50次，這個數目根據發現者的名字命名為“海弗利克上限”。
端粒酶作用就是填補損耗的端粒，它能錨定在端粒上端，合成一段重複DNA序列加到已經存在的重複DNA序列上，補充損耗的序列長度。
研究發現海拉細胞擁有非常高效、活躍的端粒酶，可以一次次地把端粒重新加上去，讓端粒再生，這樣就保證了細胞無限、快速的複製。
正常細胞的端粒（隨著分裂次數增多而減少）
這一改變是由HPV病毒將DNA插入宿主細胞中，致使P53蛋白失活，基因突變導致的。
端粒酶是一種神奇的蛋白酶，具有調控端粒長短的能力，從而控制細胞的衰亡。一直以來，科學家們都在研究端粒酶，希望有一天它能幫助人類延長壽命。
延緩衰老的奧秘
在2011年，美國哈佛大學醫學院的科學家在《自然》雜誌上發表文章稱：
他們研發小組研究了一隻體內缺乏端粒酶的老鼠，因缺乏端粒酶，而過早衰老，並且各種疾病纏身。如嗅覺遲鈍、腦容量變小、不孕等。
但當小鼠經過注射治療重新激活端粒酶後，其受損的組織不僅得以修復，同時老化跡象也出現了逆轉。
這一項研究再一次驗證了機體衰老與端粒酶的關係：端粒酶可以讓老化的器官變得年輕，修復受損器官和組織。
然而，我們還需要更多的證據去證明細胞凋亡與機體衰老的關係，這一個證據顯然是有待時間驗證的。
幹細胞圖
目前科學家提出延緩人類衰老的一個方法：就是找出端粒酶的激活機制，活化人體的端粒酶，從而賦予細胞無限增殖的能力。
據說，現在已經有公司開始將提煉出的端粒酶應用到化妝品中，比如 Revive Skincare 和 TaSciences.com 兩個公司，但是生產一克端粒酶就要花費 400 萬美元，塗抹在臉上的效果還是有待考證。
那麼，如果在未來我們成功地利用端粒酶，打開生命的開關，成為不死人，那樣的世界又會是怎樣一種奇觀呢？
高度發達的生命科技，是否與我們的倫理相悖？
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