永生细胞系是否会成为细胞培养肉的研究撬点？细胞农业是一个新兴的领域

细胞农业是一个新兴的领域，是指在体外通过细胞培养，而不是从动物中获取动物产品，其预期产品之一就是细胞培养肉。
随着全球人口和人均肉类消费量的增长，预计从2005年到2050年，全球肉类需求将平均每年增长1.3% 。培养肉制品的开发也面临着重大技术挑战，包括生物反应器、细胞培养基、生物支架和细胞系，以及消费者接受度和新食品法规方面的重大挑战。

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图|细胞培养肉的过程（来源：Int.J.Mol.Sci.2021,22(21),11660）
一般来说，原代细胞可用于研究短期内培养细胞肉生产的机制，但原代细胞在进入衰老或细胞周期停滞之前只能进行有限的细胞分裂，这使得长期研究和商业规模生产变得困难。与原代细胞培养不同，永生细胞系不会衰老，它们可以无限分裂。因此，永生细胞系更容易研究和更安全。
有消费者研究表明，口味、营养和安全是影响食用人造肉消费意愿的重要问题。因此，用于培养肉的永生细胞系应该从消费者熟悉的细胞类型和物种中开发出来，并且美味、营养和食品安全。
然而，目前没有可供研究人员和开发人员使用的适合培养肉的细胞系。动物肉适合烹饪的成分主要是骨骼肌和脂肪组织，适合的细胞来源则包括脂肪干细胞、卫星细胞、间充质干细胞、成纤维细胞和来自猪、鸡等动物的多能干细胞。目前，研究最多的是细胞系是成肌细胞。
而建立永生细胞系也成为业内研究细胞培养肉的重点。当细胞系失去细胞周期检查点通路并绕过衰老过程时，它们就会永生。
目前有三种方法可以建立永生细胞系：发现自发永生细胞系、表达端粒酶或者通过病毒基因诱导使p53/p14/Rb失活。上述方法都利用端粒酶表达或细胞周期的失活/绕过，或两者兼有。这些变化可以自然发生，或者通过基因操纵的方式达到。
在极少数情况下，尤其是在癌症中，细胞会自发地永生化。然而，自发永生有其局限性，可能更适合某些情况而不太适合其他情况。例如，自发永生化细胞可能不会被视为转基因(GM) ，这可以让它们进入目前对转基因食品有严格规定的欧洲市场；在其它司法管辖区，自发永生细胞可能被视为等同于癌细胞。

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（来源：BluuBiosciences官网）
在正常细胞中，染色体端粒会随着DNA的复制而缩短，最终会导致染色体末端受损，从而导致细胞衰老，在进入衰老前，细胞会达到分裂上限，通常在20-30次之间。生殖系细胞通常含有端粒酶，可以抵消生殖系细胞中端粒的缩短，大多数体细胞中不存在这种酶。
但端粒酶表达在永生化中并不像灭活或绕过p53/p16/Rb应激等方式成功率高。 DNA损伤和其他压力会诱导转录因子p53的激活，导致细胞周期停滞，直到细胞确定DNA可以修复。如果认为损伤不可修复， p53会激活并触发细胞凋亡和细胞周期停滞。 p16和Rb的激活会阻止其他蛋白质触发DNA复制，从而导致细胞衰老。因此， p16和Rb的抑制或突变可以使细胞继续DNA复制，导致细胞分裂不受调控。
但是，在细胞系的使用上，仍然面对着诸多挑战。首先，消费者对培养肉最常见的担忧之一是摄入细胞系的安全性；其次，消费者对于培养肉的接受度也是重要的因素。
参考资料：
https://www.mdpi.com/1333514
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