Immortalization和transformation指的是培养细胞的两种特殊的增值表型（growth phenotype），这两种表型皆是细胞走向恶性过程中表现。它们背后有与之相对应的分子机制，虽然这些分子机制已被广泛认为是肿瘤的hallmark之一，但有这两种表型的细胞仍不完全等价于癌细胞，而且它们向肿瘤发展的过程中还需要经历其它的变化。对它们发现、认识、和建立具有这些表型的细胞系是历史上轰轰烈烈地(没错，是这个词) 研究病毒致癌机制中发展起来的，现在仍然应用于致癌过程的研究和化学物致癌作用的毒理学评价。
Genetic damage/Mutation:
本文中不探讨此方面，但把其列为本文的主题词以提醒自己，因为自己早些时候过于关注了这个方面。这是受毒理学思维的影响，影响了我的整个博士课题。对于肿瘤研究而言，这是个坏的影响。不过，随着NGS的普及，这方面有了新的思路。
Immortalization:
是指细胞打破了Hayflick limit，不受telomere长度缩短带来了凋亡的这一限制。Immortalization和senescense这一对表型通常被认为telomere length变化的两个结局。[更有甚者，肿瘤细胞内telomere不仅不缩短还被telomerase复合物维持。正常情况下telomerase仅在S期有活性，以维持小部分细胞的端粒长度]
正常情况下，当telomere缩短到一定程度，细胞内部的DNA损伤修复机制便会启动，并引起P53表达上调。P53进一步上调P21，抑制细胞周期，使之停留在G1期。在immortalization背后的分子机制，不仅有telomere，还有其它，如P53。这些immortalized的细胞通常失去正常的P53活性，因而可以逃避凋亡、亦不能在DNA损伤时启动相关的修复机制。但失去P53活性不是immortalization的充分条件，有其它共同作用的因素。
Immortalization不等于transformation，也不等于瘤性。immortal细胞虽然增值不受限制，但仍有contact inhibition和anchorage dependency。也就是说，它们仍受某些信号的控制。这些细胞也不具有成瘤性 (non-tumorigenic) ，因为它们无法在免疫缺陷小鼠体内形成肿瘤。
那如何产生immortal细胞内？若干immortal的细胞(系)早已被人为分离出来或产生，包括肿瘤细胞(如Hela)和非肿瘤(如3T3)。早期时，immortal细胞多从肿瘤细胞分离出来。现在可以改造细胞的基因组产生各种immortal细胞。比如表达病毒癌基因以抑制P53和Rb的功能：来自于papilloma virus的E6和E7，simian virus的SV40，还有v-myc；还比如通过逆转录病毒质粒过表达telomerase和hTERT(这可以避免改变细胞的遗传成分)。
当用于肿瘤研究时，immortal细胞可以作为“first-hit”模型，它没有恶性表型，很适合致癌过程的研究。这些细胞系不仅仅用于肿瘤研究，还用于各种用途，如单抗生产、疫苗生产、毒理学测试、细胞正常机制研究等。
Transformation:
非瘤性细胞经历一些事件，改变了遗传物质，因而获得了一些癌细胞样的特点。其中两种特点最为重要：失去接触抑制 (loss of contact inhibition) 和不依赖锚点 (anchorage independency) ，这代表了细胞获得了自主分裂的能力。除了这两点外，Weiberg还给出了transformed cells其它的特点：
- 形态改变，呈圆形
- 不受控制的持续增长
- 对生长刺激因子的依赖减少
- 高饱和密度
- 除去生长因子刺激后也不能停止其生长
- 有关葡萄糖的运输活动增加
- 具有致瘤性
从背后的分子机制来说，transformed细胞不依赖于外部的生长信号和生存条件而主动地分裂增值，这赋予了它们恶性转化的潜能(还不算是真正的癌细胞)。通常，transformation的原因是环境中的致癌物（carcinogen）导致的基因组上自发或诱发的基因突变。Transformation过程中涉及到两类carcinogen：initiator和promoter。Initiator破坏DNA，产生突变，promoter刺激细胞增值。它们单独之一不能导致细胞的transformation。transforming mutations常常发生于癌基因或抑癌基因。
图中联合应用initiator和promoter后的三种结局：transformation regression，transformation maintenance和transformation to cancer。区别在于initiator和promoter后的第三步操作。
还有其它的分子过程被认为导致了transformation，比如miRNA。有研究发现miRNA misregulation不是transformation的结果表现，而是其原因[与此对应有tumor suppressive miRNA的概念]。这些研究促进了我们对transformation的认识，特别是non-genotoxic carcinogen的理解。还有其它的各种因子。transformed cells又有transformative features。【so，what should be focused on?】
EMT:
上皮间质转化，Epithelial-mesenchymal transition。肿瘤细胞发生转移的事件，E-cadherin表达的缺失是EMT的关键步骤。内容略。
Tumorigenesis:
本文中不探讨tumorigenesis，但把列为本文的第四个主题词。这因为提醒自己不要忘记tumorigenesis是immortalization和transformation之后的阶段。
后记：曾以为毒理学中的致癌作用研究是解开肿瘤发生秘密的大门，后来却被当头一棒。毒理学中的致癌研究几乎全部是评价研究，而非机制研究。真正的致癌机制研究在毒理学之外，在肿瘤学里。
