胞质杂种和重建细胞的基因表达

为了更直接地研究核、质相互作用对细胞核基因表达变化的作用，运用了“细胞质杂交”（cybridization）和细胞重建（细胞核移植）技术。胞质杂种是由一个无核细胞或去核细胞与一个完整细胞融合而成的，开始时这个混合细胞质内只含有一个细胞核。细胞核的遗传标记（如抗溴脱氧尿苷）和线粒体标记（如抗氯霉素）的结合使用，可以把胞质杂种及其后代从未融合的亲本和同核体中分离出来。重建细胞是由一个无核细胞与一个核体（含一个细胞核、一层薄的细胞质壳及一层细胞外膜）融合而成，可以用类似的遗传选择技术分离重建细胞。此外，由于建立了确凿地鉴别和分离这种细胞的技术，现在可以对融合后立即发生的一些变化进行生化分析。通过胞质杂交或细胞核移植技术，把细胞核放入外源细胞质里由此产生细胞的表型将会发生什么变化呢？已有报道对此进行了一系列的介绍。某些著名的例子是：

1、去核的小鼠成纤维细胞与分化的大鼠肝癌细胞融合后，胞质杂种看上去丧失了合成白蛋白的能力。在融合形成后10－20小时，大多数胞质杂种的合成能力被抑制。这是一个明显的暂时现象，因为在融合48小时后又可以检测出大量的白蛋白。由此可以得出结论，合成能力的消失是通过一种短寿命的调节因子实现的。这种因子不能在没有成纤维细胞核的情况下重新产生。这也是与上述异核体的研究结果一致的一个概念。

2、把小鼠成纤维细胞核移植到去核的大鼠肝癌细胞中，发现杂种细胞具有另外一种肝脏特殊功能，即类固醇诱导的酪氨酸氨基转移酶活性的暂时激活，组织化学染色结果表明，几乎所有成功的重建细胞都被激活。虽然这种性能可以传递许多代（有的实验达100代之多），但它也是不稳定的，最终要从所有这些细胞中消失。对这种长期的、但最终不稳定的传递尚缺乏适当的解释。

3、去核的大鼠肝癌细胞与小鼠红白血病细胞融会，在胞质杂种中激活了第二种肝脏特有的酶，即苯丙氨酸羟化酶的合成。在这种实验里，用酪氨酸缺陷型培养基选择胞质杂种，即只有合成所研究的这种酶的细胞才能生长。虽然出现频率很低（10-5--10-6），还是得到了含小鼠基因组、并且合成小鼠苯丙氨酸羟化酶的细胞。还分析了胞质杂种具有的胞质供体细胞系的其它特征。在那些分析过的特征中，仅仅苯丙氨酸羟化酶可以诱导。

4、把转化的小鼠细胞系的细胞核移植到人成纤维细胞正常品系的胞质体，构建了杂种细胞。对这种杂种细胞的分析表明，核移植以后基因表达发生了无数的暂时性变化。这类细胞可大量构建，而且可以用一系列形态学、遗传学和免疫学手段加以明确鉴定。双向凝胶电泳技术分析杂种细胞内合成的蛋白质表明，发生融合3小时之后便可以检测出由细胞核指导的多肽合成。在这样早期检测出来的几种小鼠多肽是其亲本细胞中相当次要的多肽种类。一些其它多肽的合成只有在融合许多小时后才被检测出来。然而，大约在核移植后48小时，蛋白质合成的类型与亲本供体细胞核的几乎完全相似。这些细胞的整个形态学和详细的细胞骨架结构，发生了由人的胞质体供体型向小鼠细胞核供体型的变化。尽管这些变化很快，人们还是认为细胞质，细胞核杂种细胞为发现和研究调节真核细胞基因表达的机制提供了一个理想的机会。