STR細胞鑒定意義

導讀：

新買到的細胞，實驗室傳了幾代的細胞，又或者儲存于超低溫冰箱幾年不用的細胞，被污染了么？ 鑒定正確么？用它做研究會影響實驗結果么？ 沒有經(jīng)過相應的細胞鑒定，使用了被污染的細胞，經(jīng)過大量的實驗，寫出一篇論文，但是結論被推翻，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

應用于生物醫(yī)學研究領域的哺乳動物細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胞交叉污染和性質鑒定的有效和準確的方法之一，STR基因分型應用于細胞鑒定已被ATCC等機構強烈推薦。

細胞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）轉型成癌細胞的，而且和正常子宮頸細胞有許多不同。 據(jù)估計，國外實驗室已建株細胞有接近20％存在上述問題。

2008年，約瑟芬Nefkens研究所的分子生物學家Winand13株食管腺癌細胞系中，其中3株：SEG-1，BIC-1和SK-GT-5被污染，這些細胞株混合有其他癌細胞。這些細胞系已經(jīng)被多家實驗室應用在兩個臨床試驗、并發(fā)表了超過100篇SCI文章，并申請了11個美國磚利，這一研究結果被發(fā)布在新一期的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)細胞的時候進行鑒定（authentication）。2008 年底，專家提議ATCC致力于人源細胞系的鑒定工作，并制定鑒定的標準程序。

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

2011年初，美國菌種保藏中心（ATCC）制定了人源細胞系STR鑒定標準，旨在約束因細胞交叉污染和錯誤辨識所導致的無效科研數(shù)據(jù)的不斷擴增。更重要的是，細胞系的鑒定在研發(fā)基于細胞下的醫(yī)學產品時起到至關重要的作用，它能避免將人體細胞暴露于錯誤鑒定細胞中的風險。

細胞STR鑒定方法

要求能提供細胞的一般和特殊的生物學性狀指標。一般特性指標包括：細胞的一般形態(tài)、特異性結構、細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。特異性指標常依據(jù)細胞種類和功能的特異性進行鑒定，比如，若為腺細胞則一般鑒定是否有特殊產物包括分泌蛋白或激素產生；若為腫瘤細胞，還應能夠證明細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、對正常細胞系的鑒定

對正常細胞系的鑒定主要圍繞以下四個方面進行：（1）鑒定細胞的種系來源：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。（2）鑒定細胞的組織來源：可通過形態(tài)學手段、檢測組織特異性抗原等進行鑒定。（3）細胞是否發(fā)生轉化和惡變：主要通過核型分析、細胞生長行為觀察（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指紋圖譜技術進行鑒定。

二、對腫瘤細胞系的鑒定

對腫瘤細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、動物體內的侵襲生長，以及某些基因、分子水平的特征均是腫瘤細胞鑒定的方向。

細胞STR鑒定的意義

由于細胞培養(yǎng)體系在生物藥物的研究和技術發(fā)展中非常重要，適當?shù)募毎佃b定過程即成為每個研究人員的大興趣點。然而，交叉污染的問題仍然存在。隨著世界范圍內實驗室使用新細胞系的數(shù)量增多和頻率增加，在質量控制(如：細胞系鑒定)的基本原則上產生了巨大的差別。從已經(jīng)發(fā)表的、使用"錯誤"的細胞系而導致可疑性結果的研究論文，到用于臨床的干細胞系和其它細胞系，交叉污染影響到了科學研究的每個領域-從實驗臺到臨床。如果在細胞培養(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、更嚴重的問題。

細胞培養(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，細胞系的種類也逐漸增多，而細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重的問題，如果使用了錯誤的細胞系使研究的結果遭到質疑，前期的實驗可能都要重新來做。因此對細胞系的認證是有必要的。