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细胞系鉴定,知多少?

发布日期:2022-02-10 浏览次数:297

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细胞系一直是生物和医学研究人员最常接触的实验对象,尤其是肿瘤生物学。随着肿瘤研究的发展,成百上千株细胞被人们优化出来,具备稳定遗传、永生化等优势。细胞系的优势显而易见,但是,在细胞培养过程中也存在很多问题,其中一个常见的问题就是细胞交叉污染。那么,该如果判断目前您正在实验的细胞是否存在交叉污染?有没有什么好的方法可以进行细胞鉴定?那么,请看下面的问题。

什么是细胞系鉴定?

为什么要做细胞系鉴定?

细胞系鉴定方法有哪些?

如何准备STR鉴定的细胞系样本?

STR鉴定的流程是怎样的呢?

主要针对以上问题,接下来,我们进行一一回答。


什么是细胞系鉴定?

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。


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为什么要做细胞系鉴定?

目前,科学家们进行生物医药的研究大都通过培养细胞来开展,而所用的细胞可能是受赠于其它实验室的研究人员,也可能是从细胞库(例如:美国ATCC等)得来。据粗略估计,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,细胞系遭到污染或特征鉴别错误,将会导致研究结论错误、结果不可重复、临床细胞治疗失败等,这极大的威胁着基于这些细胞而开展的研究发现的正确性以及发表论文的严谨性,造成难以挽回的人力、时间和金钱的极大浪费。

目前,很多机构都已经认识到这个问题的重要性。

很多细胞库现在都要求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。FDA等机构要求对用于制药领域的实验中所使用的材料 (诸如:细胞系) 进行“身份鉴定”和纯度测试。

FDA建议研究人员在培养细胞的较早阶段(细胞培养第一周)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

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。

很多杂志也要求使用细胞系的文章提供STR指纹图谱数据,NIH等权威机构也将细胞系鉴定作为基金申请的前提条件。

2011 年,美国专门颁布了细胞 STR 鉴定国家标准;

2014 年 12 月、2015 年 2 月 Science 杂志分别发表文章专题阐述细胞交叉污染和错误辨识的严重性;

2015 年 4 月 Nature 通知:Nature 旗下所有杂志将要求作者鉴定论文中所用细胞系;

2015 年 6 月即有报道称一科学家因用错细胞系,撤销 Nature 论文。

目前要求提供细胞鉴定数据的期刊有:Nature、BioTechniques、Cancer Research、Cancer Discovery、Clinical Cancer Research、Molecular Cancer Research、Cancer Prevention Research、International Journal of Cancer、Molecular Cancer Therapeutics、Cell Biochemistry and Biophysics、Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention、In Vitro Cellular & Developmental Biology – Animal 等。

2015 新版药典中,规定新建细胞系/株、细胞库(MCB、WCB)和生产终末细胞均应进行鉴别试验,以确认为本细胞,且无其他细胞的交叉污染。


细胞系鉴定方法有哪些?

细胞培养中可以使用许多方法对交叉污染进行鉴定,如同功酶分析、染色体组分型、人淋巴细胞抗原 (HLA) 分型和扩增片段长度多态性 (AFLP) 的特征分析、STR 分析等。

近年来,大量研究表明 STR 基因分型方法是进行细胞交叉污染和性质鉴定的最有效和准确的方法之一,STR 基因分型已经被 ATCC 等细胞库组织作为金标准应用于细胞系鉴定 (ANSI/ATCC ASN-0002-2011)。美国的 ATCC 细胞库、德国的 DSMZ 细胞库以及日本的 JCRB 细胞库等为 STR 分型提供了各细胞株的数据供比对。STR 基因位点由长度为 3~7 个碱基对的短串联重复序列组成,这些重复序列广泛存在于人类基因组中,可作为高度多态性标记,被称为细胞的 DNA 指纹,其可通过一定的计算方法,即可根据所得的 STR 分型结果与专业的细胞 STR 数据库比对从而推算出样品所属的细胞系或可能的交叉污染的细胞系名称。


如何准备STR鉴定的细胞系样本?

每种细胞需单独收集在 1.5ml 离心管中,细胞数目不少于 10的6次方个,离心收集细胞沉淀,并且以 PBS 清洗,尽可能去除培养基上清液,将细胞沉淀进行冰冻保存与寄送。


STR鉴定流程:细胞DNA提取 → 21-STR扩增 → ABI遗传分析仪上进行检测 → 数据分析得到基因图谱 → 比对数据库得出结论 → 出具数据报告