在生物學(xué)研究中，細(xì)胞系的錯誤鑒定和交叉污染一直是個嚴(yán)重的問題。據(jù)估計(jì)，高達(dá)36%的細(xì)胞受此影響。盡管這個問題已存在多年，但許多人并不以為然。有些人認(rèn)為這與自己不相關(guān)，有些人則擔(dān)心在細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)污染物，會影響其他實(shí)驗(yàn)成果。
污染細(xì)胞系的方式有很多，包括無意混合了不同的細(xì)胞系，或貼錯了標(biāo)簽。相比之下，確認(rèn)細(xì)胞系身份和純度的方法并不多，但值得我們重視。與細(xì)胞系污染所面臨的風(fēng)險相比，花點(diǎn)時間來鑒定一下還是值得的，也不會太麻煩。
過去，人們往往采用核型分析和同工酶分析等方法來鑒定細(xì)胞系。不過，各個實(shí)驗(yàn)室所得到的數(shù)據(jù)不盡相同，無法建立一個標(biāo)準(zhǔn)的參考數(shù)據(jù)庫。如今，人們采用更加簡單直觀的方法來鑒定細(xì)胞系。
STR鑒定
目前推薦的細(xì)胞系鑒定方法是短串聯(lián)重復(fù)序列（STR）分型。Genetica Cell Line Testing的細(xì)胞系鑒定服務(wù)主任Erin M. Hall表示：“這與FBI在人類身份鑒定檢測中所采用的技術(shù)相同。它采用引物來檢測長度為2-6個堿基對的重復(fù)DNA片段。人群中每個遺傳位點(diǎn)的重復(fù)數(shù)量不同，這使得STR成為DNA鑒定的理想工具。”
每個STR位點(diǎn)可通過PCR擴(kuò)增，并在毛細(xì)管電泳分離之后通過熒光檢測來識別，隨后通過一定的計(jì)算方法，將所得到的STR分型結(jié)果與專業(yè)的細(xì)胞STR數(shù)據(jù)庫比對，從而推算出樣品所屬的人類細(xì)胞系或可能污染的細(xì)胞系。
科羅拉多大學(xué)的助理教授Christopher Korch博士也認(rèn)為，STR分型是目前細(xì)胞系鑒定的首xuan方法。“首先，這項(xiàng)技術(shù)在法醫(yī)領(lǐng)域有了很好的發(fā)展，而市場上出售的試劑盒已經(jīng)得到了充分驗(yàn)證。其次，使用這些試劑盒意味著不必在內(nèi)部進(jìn)行驗(yàn)證，”他說。
“第三，基于這些試劑盒的STR數(shù)據(jù)庫已經(jīng)建立，這樣不同實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果可以與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，”他解釋說。“此外，目前人們正在開發(fā)新的試劑盒，它們將檢測CODIS的一組標(biāo)準(zhǔn)STR位點(diǎn)以及其他的STR位點(diǎn)。這種核心位點(diǎn)的擴(kuò)展將有助于確定細(xì)胞系的來源。”
“首先，您要從人類樣品中純化出基因組DNA，再加入PCR試劑開展PCR反應(yīng)，然后在毛細(xì)管電泳（CE）儀器上運(yùn)行，并分析數(shù)據(jù)?？傮w而言，從純化的DNA樣本中獲得終答案大約需要三個小時，”他說。
如果您覺得交給專家鑒定比較放心，那么可以交給Genetica Cell Line Testing（國內(nèi)也有相關(guān)的鑒定機(jī)構(gòu)）。它從2010年開始提供STR分型服務(wù)，專長是分析樣品混合物或遺傳上不穩(wěn)定的樣品，這對癌細(xì)胞系來說是常見的。
另外，Hall表示：“近我們在人類細(xì)胞系鑒定檢測中增加了一個小鼠的標(biāo)記。這個額外的標(biāo)記對使用人類腫瘤的小鼠異種移植模型和/或同時使用人和小鼠細(xì)胞系的研究人員特別有用。這項(xiàng)檢測可以輕松檢測到人類樣本中低水平的小鼠細(xì)胞污染。”
SNP基因分型
單核苷酸多態(tài)性（SNP）基因分型是鑒定細(xì)胞系的另一種技術(shù)。據(jù)Korch介紹，SNP分析可以補(bǔ)充STR分型的結(jié)果。“與基于STR的檢測相比，SNP基因分型有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)。一些來自子宮內(nèi)膜或大腸癌的癌細(xì)胞系可能在DNA錯配修復(fù)系統(tǒng)上存在缺陷，引起微衛(wèi)星序列的不穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致STR特征的變化。這通常會使某些位點(diǎn)上特定等位基因的重復(fù)單元明顯增加或減少。”
Korch指出，SNP分析的主要問題在于沒有可搜索的數(shù)據(jù)庫，用于細(xì)胞系的鑒定。Hall也同意這一觀點(diǎn)，并補(bǔ)充說：“很多研究小組都使用SNP分析。然而，它并不像STR分型那么。目前SNP分析的主要問題包括：缺乏一套統(tǒng)一的SNP標(biāo)記；缺乏一個可搜索的參考數(shù)據(jù)庫；并且沒有關(guān)于SNP分析的標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)則。”
測序并非好選擇
細(xì)胞系鑒定的另一種方法是測序，但尚不成熟，且價格昂貴。Korch指出：“STR和SNP的新一代測序分析正在開發(fā)中。一旦法醫(yī)界進(jìn)行了驗(yàn)證，這些分析將具有SNP和STR分析的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠與過去的STR數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，這是SNP數(shù)據(jù)無法提供的。”
何時需要鑒定？
研究人員也想知道，他們應(yīng)該多久進(jìn)行一次細(xì)胞系鑒定。Hall在此給大家一些建議：
? 創(chuàng)建新細(xì)胞系時，包括干細(xì)胞系、癌細(xì)胞系、原代細(xì)胞和異種移植物
? 準(zhǔn)備開始新實(shí)驗(yàn)時
? 從細(xì)胞庫以外的地方獲得細(xì)胞系時
? 準(zhǔn)備發(fā)表文章時
? 準(zhǔn)備申請基金時
? 每兩個月進(jìn)行一次常規(guī)的質(zhì)量控制檢查（或至少每隔三至六個月檢查一次）
? 如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，或細(xì)胞形態(tài)/生長速度異常
無論采用何種鑒定方法或檢測頻率如何，至少邁出這一步，這是至關(guān)重要的。“因?yàn)樵谠S多情況下，您的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性將取決于所使用的細(xì)胞系或細(xì)胞的有效身份，”Hall強(qiáng)調(diào)。
