隨著全球人口和人均肉類消費(fèi)量的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)從2005年～2050年，全球肉類需求將平均每年增長(zhǎng)1.3%。培養(yǎng)肉制品的開發(fā)也面臨著重大技術(shù)挑戰(zhàn)，包括生物反應(yīng)器、細(xì)胞培養(yǎng)基、生物支架和細(xì)胞系，以及消費(fèi)者接受度和新食品法規(guī)方面的重大挑戰(zhàn)。

一般來說，原代細(xì)胞可用于研究短期內(nèi)培養(yǎng)細(xì)胞肉生產(chǎn)的機(jī)制，但原代細(xì)胞在進(jìn)入衰老或細(xì)胞周期停滯之前只能進(jìn)行有限的細(xì)胞分裂，這使得長(zhǎng)期研究和商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)變得困難。與原代細(xì)胞培養(yǎng)不同，永生細(xì)胞系不會(huì)衰老，它們可以無限分裂。因此，永生細(xì)胞系更容易研究和更安全。

有消費(fèi)者研究表明，口味、營(yíng)養(yǎng)和安全是影響食用人造肉消費(fèi)意愿的重要問題。因此，用于培養(yǎng)肉的永生細(xì)胞系應(yīng)該從消費(fèi)者熟悉的細(xì)胞類型和物種中開發(fā)出來，并且美味、營(yíng)養(yǎng)和食品安全。

然而，目前沒有可供研究人員和開發(fā)人員使用的適合培養(yǎng)肉的細(xì)胞系。動(dòng)物肉適合烹飪的成分主要是骨骼肌和脂肪組織，適合的細(xì)胞來源則包括脂肪干細(xì)胞、衛(wèi)星細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和來自豬、雞等動(dòng)物的多能干細(xì)胞。目前，研究最多的是成肌細(xì)胞系。

而建立永生細(xì)胞系也成為業(yè)內(nèi)研究細(xì)胞培養(yǎng)肉的重點(diǎn)。當(dāng)細(xì)胞系失去細(xì)胞周期檢查點(diǎn)通路并繞過衰老過程時(shí)，它們就會(huì)永生。

目前有三種方法可以建立永生細(xì)胞系：發(fā)現(xiàn)自發(fā)永生細(xì)胞系、表達(dá)端粒酶或者通過病毒基因誘導(dǎo)使p53/p14/Rb失活。上述方法都利用端粒酶表達(dá)或細(xì)胞周期的失活/繞過，或兩者兼有。這些變化可以自然發(fā)生，或者通過基因操縱的方式達(dá)到。

在極少數(shù)情況下，尤其是在癌癥中，細(xì)胞會(huì)自發(fā)地永生化。然而，自發(fā)永生有其局限性，可能更適合某些情況而不太適合其他情況。例如，自發(fā)永生化細(xì)胞可能不會(huì)被視為轉(zhuǎn)基因 （GM），這可以讓它們進(jìn)入目前對(duì)轉(zhuǎn)基因食品有嚴(yán)格規(guī)定的歐洲市場(chǎng);在其它司法管轄區(qū)，自發(fā)永生細(xì)胞可能被視為等同于癌細(xì)胞。

在正常細(xì)胞中， 染色體端粒會(huì)隨著DNA的復(fù)制而縮短，最終會(huì)導(dǎo)致染色體末端受損，從而導(dǎo)致細(xì)胞衰老，在進(jìn)入衰老前，細(xì)胞會(huì)達(dá)到分裂上限，通常在2 0次～ 3 0次之間。生殖系細(xì)胞通常含有端粒酶，可以抵消生殖系細(xì)胞中端粒的縮短，大多數(shù)體細(xì)胞中不存在這種酶。

但端粒酶表達(dá)在永生化中并不像滅活或繞過p53/p16/Rb應(yīng)激等方式成功率高。DNA損傷和其他壓力會(huì)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子p53的激活， 導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯， 直到細(xì)胞確定D N A可以修復(fù)。如果認(rèn)為損傷不可修復(fù)，p53會(huì)激活并觸發(fā)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯。p16和Rb的激活會(huì)阻止其他蛋白質(zhì)觸發(fā)DNA復(fù)制，從而導(dǎo)致細(xì)胞衰老。因此，p16和Rb的抑制或突變可以使細(xì)胞繼續(xù)DNA復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞分裂不受調(diào)控。

但是，在細(xì)胞系的使用上，仍然面對(duì)著諸多挑戰(zhàn)。首先，消費(fèi)者對(duì)培養(yǎng)肉最常見的擔(dān)憂之一是攝入細(xì)胞系的安全性;其次，消費(fèi)者對(duì)于培養(yǎng)肉的接受度也是重要的因素。