體外培養(yǎng)的細胞，由于環(huán)境因子因素的影響，有時會發(fā)生自發(fā)轉化，由原來的二倍體核型變成多倍體/異倍體核型，細胞的生長特性也隨之發(fā)生改變而獲得永生化，失去接觸抑制，可無限繁殖傳代。但之二中自發(fā)產生的轉化不僅時間長，而且轉化率極低，介于10-6-10-4之間，需要大量細胞，成功的把握不大，條件也難以控制。

人工誘導體外培養(yǎng)細胞轉化，是在人工設計的誘變因素下使細胞發(fā)生轉化，這就克服了自發(fā)轉化中存在的問題，不僅誘發(fā)因素已知，而且轉化細胞所需時間短，通常1-3個月就可實現，轉化率較高，這對研究癌變原理，研究可疑致癌因素的作用有很大的實用價值，而且，體外培養(yǎng)細胞的人工誘變的細胞轉化試驗已成為研究癌變機制、癌變因素的重要方法。

一、細胞轉化與惡變的區(qū)別

細胞轉化是細胞發(fā)生遺傳性改變而導致細胞永生化的轉變方式，直接涉及細胞DNA或基因發(fā)生改變，這種變化可穩(wěn)定的遺傳下去，可代代相傳，致使細胞的一系列生物學特性、生長特點都隨之發(fā)生改變，由原來二倍體核型的體外培養(yǎng)細胞的正常壽命65±15代轉變成能夠長期維持和生長繁殖，由限定性細胞系轉變成連續(xù)傳代細胞系，能在體外進行無限制的傳代和生長繁殖，獲得了永生化。

細胞轉化和基因突變不一定就是癌變，因為細胞在體外培養(yǎng)的環(huán)境中，受到一定誘變因素影響后，雖然會使基因誘發(fā)突變，使遺傳特性、生長特性、生物學形狀均發(fā)生了改變，獲得了新的形狀，失去了正常細胞的接觸抑制和壽命限制，但經動物致瘤試驗，卻無致瘤性，說明轉化的細胞并非就是惡性腫瘤。細胞轉化應分為一般轉化和惡性轉化兩種方式，鑒于癌變的演變是分階段的，故一般轉化和惡性轉化，可能是癌變過程中不同階段的兩種表現形式，癌的形成是細胞已完成了上述的所有的階段，而一般轉化僅完成癌變開始的一兩個階段，由此可見，細胞轉化與惡性是有本質區(qū)別的。

二、細胞轉化的方式

1、細胞自發(fā)轉化：

這時體外培養(yǎng)的細胞在無任何誘變劑存在條件下，細胞自發(fā)出現的轉化現象，即一種原因不明的轉化現象。這種現象已在許多正常二倍體細胞長期傳代過程中所證實，而且采用此方法也可建立長期培養(yǎng)的傳代細胞系。說明體外傳代培養(yǎng)的二倍體細胞在傳代過程中由于受到環(huán)境中各種因素的影響，如血清質量、溫度不恒定、pH值不穩(wěn)定、病毒污染等，均有可能失去正常細胞特性，而發(fā)生遺傳變異甚至發(fā)生轉化，因此為了維持二倍體細胞的正常細胞特性，防止遺傳變異和轉化，應盡量早期凍存和減少傳代。

2、人工誘發(fā)轉化（人工誘變）：

在體外培養(yǎng)的細胞中，常因化學、物理和生物等各種致癌因素的影響，而使細胞發(fā)生轉化，為人工誘發(fā)細胞轉化的誘變因素提供了依據。因此，人們可以用人工的方法設計出某一種已知誘變因素使正常細胞直接受到致癌物的作用，從而發(fā)生惡性轉化沒在短時間內就可獲得明確的實驗結果，遠比動物誘變實驗周期短，而且無外界其他因素和體內免疫因素的干擾，這對研究癌變原理和檢測環(huán)境中可疑致癌因素、致癌作用提供了實驗依據，有很大的實用價值。

三、細胞轉化的基本過程

1、誘發(fā)階段：

細胞在誘發(fā)因素的直接作用下使DNA發(fā)生損傷，這時細胞轉化的誘發(fā)階段，在誘發(fā)試驗中，首先要使誘變劑直接接觸細胞，但劑量過大、作用時間過長可導致細胞死亡，而使轉化失敗，其劑量和作用時間（6-24h）應控制在能使細胞損傷而不致死的范圍。

在誘發(fā)試驗中，誘變劑的種類很多，大致可分為物理、化學和生物（病毒）3種。物理因素，如放射線、溫度、電磁波、藥物等、化學因素，如甲基膽蒽、土醌80、7，12-二甲基苯醌（DMBA）、3-甲基膽蒽、甲基甲磺醌（MMS）、乙基亞硝基脲（ENC），甲基硝基亞硝基胍類化合物（MNNG）等。生物因素，如毒素、黃曲霉毒素、病毒SV40、EB病毒、多發(fā)瘤病毒、逆轉錄病毒等。這些因素都可引起細胞轉化，發(fā)生癌變。由此可見，自然環(huán)境中一旦受到誘變劑的污染，將會成為人類癌癥發(fā)病率升高的致病因素。

除了上述誘變劑外，還有一種促進癌變的促癌劑，本身無誘癌作用，但具有增強和促進細胞轉化的作用，如TPA，屬單純促癌劑，即只有促癌而無致癌作用，這可能于TPA再生長因子信號傳導系統(tǒng)中，具有類gan油二酯作用，能激活蛋白激酶C（PKC），使細胞增殖有關。

在化學致癌誘變劑中個還有一種間接致癌物，又稱前致癌物，需經過某些酶的火花，形成終末致癌物后，通過該物質強的親電子性質，而與細胞核中的含電子多的DNA、RNA和蛋白相結合，從而導致DNA損傷，發(fā)生啟動作用。

2、DNA的損傷與修復階段：

在核實的誘變劑存在下，體外培養(yǎng)的細胞DNA發(fā)生損傷，但此時細胞仍存活，細胞為了自己的生存而進行DNA的自我修復，因細胞本身就有許多自我修復DNA的酶存在，其修復過程是復雜的，但在這復雜的DNA修復過程中，也難免會發(fā)生修復錯誤，錯誤的修復可引起DNA結構的改變，修復結束，這種改變了的DNA結構就被固定下來，而不可逆。這就標志著細胞DNA發(fā)生了遺傳性改變。在合適的條件下這種細胞就能不斷生長繁殖。

3、“轉化灶”的產生：

體外培養(yǎng)的細胞，在誘變劑（致癌物）處理后的細胞群中，并非所有的細胞都受到損害、受到打擊發(fā)生啟動，進入轉化發(fā)展階段的細胞僅是一小部分（大約5%）這些細胞稱為癌前細胞，均散在于未受損傷的細胞中，隨著細胞的繼續(xù)培養(yǎng)，那些未受損失的正常細胞由于接觸抑制的限制而停止運動，細胞分裂消失，但那些散在的癌前細胞由于失去了接觸抑制，加上生長繁殖速度變快，而進行持續(xù)不斷分分裂增殖，由于在局部癌前細胞的數量增多而堆積，呈厚度的多層排列，zui后形成了明顯可見的“轉化灶”，轉化后的細胞形態(tài)變成多角形，類似于上皮細胞，接觸抑制消失，有向三維空間生長的趨勢，易形成堆積，“轉化灶”進行克隆分離和純化后，繼續(xù)擴大培養(yǎng)，即可形成穩(wěn)定的傳代細胞系，供進一步研究和應用。