對(duì)于正常的成年細(xì)胞（adult cell）來(lái)說(shuō)，它們已經(jīng)失去了增殖和分化的能力。每一次細(xì)胞的分裂，都會(huì)使它們邁向衰老，讓增殖能力減弱-當(dāng)?shù)竭_(dá)一定分裂次數(shù)后，細(xì)胞會(huì)停止分裂，逐漸衰亡。因此，想要將體內(nèi)的細(xì)胞提取出來(lái)，在自然狀態(tài)下長(zhǎng)期保持增殖活力，是不可能的。所以，科學(xué)家們采用了各種手段，來(lái)延長(zhǎng)體外培養(yǎng)細(xì)胞的“壽命”。例如，可以利用病毒致癌基因來(lái)改造宿主細(xì)胞的基因組，更改由p53調(diào)控的細(xì)胞周期，從而讓這些細(xì)胞沖破衰老的界限-比如SV40的大型T抗原（large T antigen）以及乳頭瘤病毒（papillomavirus）的E6/E7蛋白。

如果在基因組植入人類的端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）和cdk4，也可以讓人體成年細(xì)胞獲得永生性。近年來(lái)十分火熱的誘導(dǎo)干細(xì)胞（iPSC）也可以利用細(xì)胞重編程（reprogramming）的方式，使細(xì)胞重新獲得增殖的能力。然而，現(xiàn)有方法的缺陷在于它們必須改變細(xì)胞本身的基因型和表現(xiàn)型，從而影響細(xì)胞本身的特征，甚至產(chǎn)生難以預(yù)測(cè)的副作用。另外，這些方法的效率相對(duì)來(lái)說(shuō)并不高，難以被大量使用。

許多研究已經(jīng)表明，腫瘤組織的細(xì)胞類型并不是單一的，而是由許多不同基因型和表現(xiàn)型的腫瘤細(xì)胞系組成。對(duì)于每個(gè)腫瘤病人，這種細(xì)胞系的組成都是有區(qū)別的。對(duì)腫瘤異質(zhì)性進(jìn)行研究，能夠幫助我們理解腫瘤的病理病因，甚至對(duì)病人的治療和用藥給出指導(dǎo)方向。然而，傳統(tǒng)方法培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞，都是單一的細(xì)胞系，難以獲得這種信息。