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    细胞鉴定-是否有交叉污染和ATCC比对确认细胞株

    来源:华科鉴联基因科技 | 发布时间:2013-9-8 | 浏览次数:

          细胞鉴定可以检测细胞是否有交叉污染并确认细胞名称或来源。你养的细胞株还是你原来的细胞株吗?

          很多生物医药的研究都采用培养细胞来进行,这些细胞可能是从细胞库(如美国ATCC,American Type Culture Collection)得来,也可能是受赠于其它研究人员。据估计,15-20%的时间里,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。ATCC,以及其它细胞库(ECACC)、(DSMZ)都收到过提交的“错误”的细胞系,尽管提交者把细胞系提交到上述机构之前,还经过了检验。然而,最终证实这些细胞系还是鉴别错了。显然,细胞系遭到污染、特征鉴别错误,将会极大地威胁着基于这些细胞而发表的论文的质量和研究发现的正确性。

      细胞系污染案例

      1. Hela细胞来源于一位名叫Henrietta Lacks的宫颈腺癌患者,由于Hela细胞为人类第一个被建立的细胞系享有非凡的地位所以它被分派至世界各地,流行于各实验室之间。直到如今,许多科学家都还未察觉到Hela细胞存在与其它细胞发生交叉污染的可能性。Hela细胞具有极强和快速的生长能力,以致它会很快抑制其它细胞的生长。1966年,在关于细胞、组织及器官培养的第二个十年回顾会议上,Gartler报道了这样一个现象:据推测来源于18个独立个体的细胞系全是Hela细胞,例如包括来源于正常肠上皮细胞(Int-407)、正常羊膜细胞(WISH)、正常肝细胞(Chang liver)、喉癌(Hep-2)和口腔癌(KB)。直到他们发现所使用的HeLa细胞系表达了Y染色体标记物之前,一切都进展得非常顺利。

      2. T24是另外一种生长快速的膀胱癌细胞系。EVC304最先被认为是自发转化的人类正常内皮细胞系,但后来却发现它是T24膀胱癌细胞系。令人感到意外的是,EVC304不是内皮细胞的这一论述对它作为内皮细胞模型的公开发表几乎没多大影响。推测来源于人类的前列腺癌细胞系TSU-Pr1和JCA-1也是来源于T24膀胱癌细胞系。这些研究发表在杂志Cancer Research上,但它并不能阻止后来一篇TSU-Pr1作为前列腺癌细胞系模型的研究论文发表在Cancer Research上。

      3. DNA指纹分析揭示NCI/ADR-RES细胞系实际上为卵巢肿瘤细胞系OVCAR-8,而不是乳癌细胞系。大约有300篇已发表的论文使用了错误鉴定的NCI/ADR-RES细胞系。

      4.一篇描述食管细胞系错误鉴定的论文宣称:基于这些被污染的细胞而产生的实验结果导致继续的临床试验需招募EAC(食管腺癌)病人,以及需得到超过100多个刊物和至少三个NIH肿瘤研究所的承认,还牵涉到11个US专利。

      态度改变

      数百篇科学杂志文章描述了细胞错误鉴定的事例,但直到现在,科学杂志或资金管理部门还没有采取根除此问题的行动。再者,作者通常会很不情愿发表一项基于使用错误鉴定细胞的声明。但在过去的两年里,一些期刊的态度开始发生改变,如In Vitro Cellular and Developmental Biology、International Journal of Cancer、Cell Biochemistry和Biophysics and the American Association for Cancer Research(AACR) journals要求细胞系在发表前需做鉴定。美国天主教大学Roland Nardone号召广大研究机构进行细胞系的鉴定工作。美国国立卫生研究院(NIH)和美国癌症协会这样的主要机构应该将细胞系鉴定作为给予基金资助的条件,同时在主要杂志中发表的基于细胞培养的相关研究也需要进行细胞系的鉴定。

      细胞错误鉴定的根源

      大部分的细胞系在学术环境中被建立,组织培养通常被认为是一种对技能少有要求的技术,其所用到的必要设备如流动柜和孵育箱使用起来没什么限制。在这些情况下,尝试建立一种新的细胞系通常会导致交叉污染。在送至德国的微生物和细胞培养收藏所的550个白血病和淋巴瘤细胞系中,59/395(15%)被初创者送来的细胞系以及23/155(15%)的二级来源是错误的。还有许多原因可以引起细胞培养物错误鉴定,每个实验室都有可能发和,例如在常规操作中对细胞培养容器进行了错误标记。造成这种问题出现的原因有:实验员的工作负荷、缺乏注意以及在细胞操作过程中的分心.

      培养物的交叉污染以及随后污染细胞的过量生长是另一个引起细胞系错误鉴定的常见原因。这种情况可能是由于试剂的共用、反复使用相同的试管、在没有充分分离每一细胞类型情况下同时对多个培养物进行操作。当交叉污染发生时,一种细胞类型迅速生长而超过另一种,在4-5次细胞传代后,一个纯的污染细胞培养物将会形成。

      细胞鉴定-交叉污染检测

      评估由交叉污染或细胞错误鉴定而产生多少误导性和错误的研究是困难的。一项针对正在从事细胞培养的工作人员调查显示:483例被调查者中,32%使用了Hela细胞,9%的人在不知情下使用了Hela污染物,只有33%的调查者对他们使用的细胞进行了鉴定。35%的人获得细胞的途径是其他实验室,而不是大的细胞库。

      许多方法已被用来检测交叉污染,包括同工酶分析、核型分析、人类白细胞抗原(HLA)分型,免疫分型和DNA指纹识别。这些方法都可以鉴别出某一种细胞系,但是分辨能力各不一样。然而,这些方法在不同实验室所得到的数据却不尽相同,以致没有任何一种方法可以用来建立一个标准参考数据库。

      细胞鉴定-STR分型检测

      许多实验室利用STR分型来鉴定人源细胞系。STR分型是一种用来做亲缘分析的方法,它的原理是在一单管中同时扩增多个多态性DNA片段。STR位点是由不同数目重复单元组成的重复DNA序列。每一个STR位点均能被扩增且扩增产物标记上不同颜色的荧光,使得扩增产物很容易通过片段大小和颜色来区分。

      3-5个碱基重复的DNA重复序列已常规性地用来做亲缘鉴定、法医鉴定、以及鉴定在20年之前的大灾难中遇难的受害者。随后,STR分型用于细胞鉴定中。STR分型快速、经济、易于自动化,能得到可重复的数据,且数据格式适合建立一个标准参考数据库。由于快速、鉴定的细胞系结果明确,STR分型的应用价值最大。

      STR分型存在一个大的局限,就是它不能检测来源于其他物种的污染细胞,哪怕是人类细胞被过生长的其它物种细胞所覆盖,用人类或高等灵长类特异性引物也不会有DNA扩增。如果应用于其它物种的STR分型已被建立,在PCR中采用物种特异性引物可以用来检测来源于其它物种的污染细胞,那么STR分型无疑可被用来鉴定污染细胞。

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