STR基因分型應(yīng)用于細(xì)胞鑒定的意義

STR細(xì)胞鑒定意義

新買到的細(xì)胞，實驗室傳了幾代的細(xì)胞，又或者儲存于超低溫冰箱幾年不用的細(xì)胞，被污染了么？ 鑒定正確么？用它做研究會影響實驗結(jié)果么？ 沒有經(jīng)過相應(yīng)的細(xì)胞鑒定，使用了被污染的細(xì)胞，經(jīng)過大量的實驗，寫出一篇論文，但是結(jié)論被推翻，論文被召回，大量的時間、物力和人力被浪費，一切都要從頭再來。

背景介紹

應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的哺乳動物細(xì)胞被錯誤鑒定和交叉污染的問題，一直是一個普遍存在的突出問題。據(jù)統(tǒng)計，國外實驗室有20%左右的細(xì)胞株被錯誤鑒定和交叉污染，NIH和ATCC近兩年都對此發(fā)出呼吁，要求研究者對細(xì)胞進行鑒定。近年來，大量研究表明STR基因分型方法是進行細(xì)胞交叉污染和性質(zhì)鑒定的最有效和準(zhǔn)確的方法之一，STR基因分型應(yīng)用于細(xì)胞鑒定已被ATCC等機構(gòu)強烈推薦。

細(xì)胞STR鑒定的必要性

在過去的45 人類乳突狀瘤病毒（人類乳頭狀瘤病毒18或HPV18）轉(zhuǎn)型成癌細(xì)胞的，而且和正常子宮頸細(xì)胞有許多不同。 據(jù)估計，國外實驗室已建株細(xì)胞有接近20％存在上述問題。

2008年，約瑟芬Nefkens研究所的分子生物學(xué)家Winand13株食管腺癌細(xì)胞系中，其中3株：SEG-1，BIC-1和SK-GT-5被污染，這些細(xì)胞株混合有其他癌細(xì)胞。這些細(xì)胞系已經(jīng)被多家實驗室應(yīng)用在兩個臨床試驗、并發(fā)表了超過100篇SCI文章，并申請了11個美國專利，這一研究結(jié)果被發(fā)布在最新一期的Journal of the National Cancer Institute（JNCI）。

2007 年 NIH發(fā)布了通知，強烈建議在使用培養(yǎng)細(xì)胞的時候進行鑒定（authentication）。2008 年底，專家提議ATCC致力于人源細(xì)胞系的鑒定工作，并制定鑒定的標(biāo)準(zhǔn)程序。

近年來，大量研究表明 STR 基因分型方法是進行細(xì)胞交叉污染和性質(zhì)鑒定的最有效和準(zhǔn)確的方法之一，STR基因分型應(yīng)用于細(xì)胞鑒定已被ATCC等機構(gòu)強烈推薦。美國的ATCC 細(xì)胞庫、德國的DSMZ細(xì)胞庫以及日本的JCRB細(xì)胞庫等為STR 分型提供了各細(xì)胞株的數(shù)據(jù)供比對。

2011年初，美國菌種保藏中心（ATCC）制定了人源細(xì)胞系STR鑒定標(biāo)準(zhǔn)，旨在約束因細(xì)胞交叉污染和錯誤辨識所導(dǎo)致的無效科研數(shù)據(jù)的不斷擴增。更重要的是，細(xì)胞系的精確鑒定在研發(fā)基于細(xì)胞下的醫(yī)學(xué)產(chǎn)品時起到至關(guān)重要的作用，它能避免將人體細(xì)胞暴露于錯誤鑒定細(xì)胞中的風(fēng)險。

細(xì)胞STR鑒定方法

要求能提供細(xì)胞的一般和特殊的生物學(xué)性狀指標(biāo)。一般特性指標(biāo)包括：細(xì)胞的一般形態(tài)、特異性結(jié)構(gòu)、細(xì)胞生長曲線和分裂指數(shù)、倍增時間、接種率、染色體分析、同工酶檢查、DNA指紋圖譜等。特異性指標(biāo)常依據(jù)細(xì)胞種類和功能的特異性進行鑒定，比如，若為腺細(xì)胞則一般鑒定是否有特殊產(chǎn)物包括分泌蛋白或激素產(chǎn)生；若為腫瘤細(xì)胞，還應(yīng)能夠證明細(xì)胞確系來源于腫瘤組織而非其它，并仍保留有腫瘤組織的特性，為此常需做集落形成實驗、裸鼠致瘤實驗以及對正常組織的侵襲實驗等。

一、對正常細(xì)胞系的鑒定

對正常細(xì)胞系的鑒定主要圍繞以下四個方面進行：（1）鑒定細(xì)胞的種系來源：常用方法主要有染色體分析、同工酶分析、DNA指紋圖譜等技術(shù)。（2）鑒定細(xì)胞的組織來源：可通過形態(tài)學(xué)手段、檢測組織特異性抗原等進行鑒定。（3）細(xì)胞是否發(fā)生轉(zhuǎn)化和惡變：主要通過核型分析、細(xì)胞生長行為觀察（是否喪失接觸抑制）、裸鼠成瘤實驗等進行鑒定。（4）細(xì)胞有無發(fā)生交叉污染，主要通過同工酶及DNA指紋圖譜技術(shù)進行鑒定。

二、對腫瘤細(xì)胞系的鑒定

對腫瘤細(xì)胞系的鑒定主要圍繞其惡型性展開，染色體的異常、接觸抑制和密度依賴生長特性的改變、集落形成能力、裸鼠成瘤、動物體內(nèi)的侵襲生長，以及某些基因、分子水平的特征均是腫瘤細(xì)胞鑒定的方向。

細(xì)胞STR鑒定的意義

由于細(xì)胞培養(yǎng)體系在生物藥物的研究和技術(shù)發(fā)展中非常重要，適當(dāng)?shù)募?xì)胞系鑒定過程即成為每個研究人員的最大興趣點。然而，交叉污染的問題仍然存在。隨著世界范圍內(nèi)實驗室使用新細(xì)胞系的數(shù)量增多和頻率增加，在質(zhì)量控制(如：細(xì)胞系鑒定)的基本原則上產(chǎn)生了巨大的差別。從已經(jīng)發(fā)表的、使用"錯誤"的細(xì)胞系而導(dǎo)致可疑性結(jié)果的研究論文，到用于臨床的干細(xì)胞系和其它細(xì)胞系，交叉污染影響到了科學(xué)研究的每個領(lǐng)域-從實驗臺到臨床。如果在細(xì)胞培養(yǎng)的處理和操作中不進行重大變革，那么交叉污染將會成為一個更大、更嚴(yán)重的問題。

細(xì)胞培養(yǎng)體系在生物研究和藥物研究發(fā)展中非常重要，隨著研究的深入，細(xì)胞系的種類也逐漸增多，而細(xì)胞系的交叉污染仍然存在。交叉污染給實驗研究帶來了很嚴(yán)重的問題，如果使用了錯誤的細(xì)胞系使研究的結(jié)果遭到質(zhì)疑，前期的實驗可能都要重新來做。因此對細(xì)胞系的認(rèn)證是有必要的。