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

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

有消費者研究表明，口味、營養(yǎng)和安全是影響食用人造肉消費意愿的重要問題。因此，用于培養(yǎng)肉的永生細胞系應該從消費者熟悉的細胞類型和物種中開發(fā)出來，并且美味、營養(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)肉的細胞系。動物肉適合烹飪的成分主要是骨骼肌和脂肪組織，適合的細胞來源則包括脂肪干細胞、衛(wèi)星細胞、間充質(zhì)干細胞、成纖維細胞和來自豬、雞等動物的多能干細胞。目前，研究最多的是成肌細胞系。

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

目前有三種方法可以建立永生細胞系：發(fā)現(xiàn)自發(fā)永生細胞系、表達端粒酶或者通過病毒基因誘導使p53/p14/Rb失活。上述方法都利用端粒酶表達或細胞周期的失活/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到。

在極少數(shù)情況下，尤其是在癌癥中，細胞會自發(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)永生化細胞可能不會被視為轉(zhuǎn)基因 （GM），這可以讓它們進入目前對轉(zhuǎn)基因食品有嚴格規(guī)定的歐洲市場;在其它司法管轄區(qū)，自發(fā)永生細胞可能被視為等同于癌細胞。

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

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

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