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细胞系STR鉴定,常见问题十问十答

发布时间:2021/04/26 10:47:42
细胞系STR鉴定细胞系鉴定(Cell Line Authentication)是指对广泛应用于科学研究和药物开发的模式细胞进行鉴定。在科学研究过程中,如果使用了交叉污染或错误辨识的细胞将导致研究结论错误、结果不可重复、临床细胞治疗灾难性后果等严重问题出现。Nature等机构近年发出呼吁,要求研究者对细胞进行鉴定,以确保实验数据的准确性。给细胞系进行验明正身,已成为开展科研工作的首要任务。STR鉴定目前已被ICLAC、ATCC等权威机构作为金标准应用于细胞鉴定,越来越多的杂志要求在投稿时提供细胞STR分型数据。
1.什么是细胞系鉴定?
所谓细胞系鉴定即通过 STR(短串联重复)图谱所建立细胞系的遗传特征。一株细胞系的遗传特征确立后,细胞系可以通过定期的检测,以防止出现细胞系被误认或交叉污染的情况。
2.为什么要进行细胞系鉴定?
首先进行细胞系STR鉴定是很重要的。很多生物医药的研究都采用培养细胞来进行,这些细胞可能是受赠于其它研究人员,也可能是从细胞库(如美国 ATCC,American Type Culture Collection)得来。据估计,15-20%的实验室,实验中所使用的细胞已经不是原来的细胞系,或者与其它细胞系发生了交叉污染。显然,细胞系遭到污染、特征鉴别错误,将会极大的威胁着基于这些细胞而发表的论文质量和研究发现的正确性。为此,很多细胞库现在都要对提交来的细胞系进行鉴定,并对细胞系之间的交叉污染进行监测。
现在很多机构都已经认识到这个的重要性,ATCC和FDA,这些机构要求对用于制药领域的实验中所使用的材料,如细胞系,应该进行“身份鉴定”和纯度测试。很多杂志也要求使用细胞系的文章提供STR指纹图谱数据。FDA建议研究人员在培养细胞的较早阶段(细胞培养第一周)来鉴定细胞系的身份。细胞在被冻存前应再一次进行鉴定;对于活跃生长的细胞,每两个月应鉴定一次;文献发表前也应对细胞系身份进行鉴定。如果一个实验室使用不止一种细胞系,则应在实验最开始时,就要对所有的细胞系进行鉴定,以便排除交叉污染。这样将减少由于细胞系发生交叉污染或身份误认,将导致实验数据的无效或数据误导。
3.细胞系用错的概率有多大?
据 ATCC 估计,1977 年错误使用细胞的概率是 16%,1999 年是 18%。根据我们的经验,国内细胞系用错的概率不低于 20%。即如果一个研究所有二十个课题组,按概率估计,有 4 个课题组用的细胞是错的。
4.什么细胞最容易污染别的细胞?
Hela 细胞。五十多年来,Hela细胞系被广泛用于医学和生物学领域的研究,对当代生命科学的发展屡建奇功,是名副其实的生物学研究的亲历践行者。同时很多被广泛研究的细胞系都被Hela细胞淹没,因为她长得快,当你发现自己的一个培养瓶里的细胞突然长得很好,而以后都用它传代做实验的话,十之八九是搞错了。
早在1967年,遗传学家Stanley Gartler发现HEp-2和INT 407这两种细胞系都是生物学领域研究最多的肿瘤细胞系——Hela细胞。
5.有哪些细胞曾被 Hela 污染
lnt-407、HEp-2、WISH (人羊膜细胞)、Acc-M(人原发性延腺癌细胞)、Bcap-37(人乳腺癌细胞)、HAC-84(人肺腺癌克隆)、Hepatoma(人肝癌细胞)、HUL-42(人肺腺癌细胞)、CNE(人鼻咽癌细胞)、SPC-A-1(人肺腺癌细胞)、Tca-8113(人舌鳞癌细胞)、YTMLC(个旧肺鳞癌细胞)等一百余种。
6.什么时候需细胞系鉴定
1)当建立或获得一个新的细胞系时;
2)一个涉及到细胞试验项目开始/结束时;
3)在细胞冻存之前,或细胞已连续培养 2~3 个月时;
4)发表文章或申请课题经费前;
5)细胞系表现不稳定或结果与预期差别较大时;
6)当实验室使用超过一种细胞系时,所有细胞系最好先鉴定以排除交叉污染的可能;
7.如何知道细胞系是否发生交叉污染了
如果存在细胞系之间发生交叉污染,而且鉴定用的细胞可能有两种以上的细胞系时,那么在进行 STR 位点检测的时候,多个位点会出现两个以上的峰。峰高值表示该等位基因的信号强度,理论上峰值与样本的 DNA 浓度有直接的关系。因此,存在交叉污染的混合细胞系中,其中一个位点中某些峰会明显高于其他的峰,其中大峰是属于混合细胞系中那个主要细胞系,而小峰则属于那个次要细胞系。
值得注意的是,当发生两个或以上细胞混合的时候,检测结果看起来非常像细胞系的“遗传不稳定”——当一个细胞系存在亚群时,尤其是一些癌细胞系, 由于遗传不稳定的存在,在一些位点的 STR 特性会不同。因此经验丰富的分子专家是非常重要的,他能够帮助分析复杂的电泳图谱(STR 峰图),从而判断是否由于发生细胞系交叉污染而导致多等位基因情况。
8.如何根据 STR 数据判断细胞系的身份
收到细胞系鉴定结果以及 STR 信息,可以与参考数据库进行比对。如果细胞样本的每个 STR 位点和参考细胞 STR 位点都能重合匹配,即说明该细胞系正确,反之则说明你的细胞系可能被错误标记,交叉污染或发生遗传不稳定。一般说来,匹配度≥80%即可认为该细胞系正确,匹配度<80%则说明该细胞系的来源需要被怀疑。
如果细胞系被鉴定出发生交叉污染或错误标记,则需要拿更早代数的细胞进行鉴定,从而找到问题的起源或者直接从可靠的机构购买一株新的细胞系。
9.如果细胞系没有在数据库中比对出结果怎么办?
如果已知数据库中没有找到你的细胞信息,你可以用自己的细胞遗传信息建立自己的遗传特性,以便后期进行自己细胞库的比对。
10.为什么报告内最终结论,会出现匹配不上任何已知数据情况?
最大的可能性是因为这株细胞的标准序列并没有收录在国际的细胞库之中,导致送检样本与任何的序列都不匹。出现这种情况大多数是因为该细胞系,可能是由国内课题组自主建系的。

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