細胞系

細胞是生命的基本單位，對細胞的研究和應用已經(jīng)滲透到現(xiàn)代社會的方方面面：細胞治療（Cell Therapy）、干細胞移植、再生醫(yī)學、藥物研發(fā)與篩選、病理學研究等，從保障人類健康到推動工業(yè)生產(chǎn)，再到探索生命奧秘。細胞作為“微型工廠"，被用于生產(chǎn)有價值的產(chǎn)品如重組蛋白生產(chǎn)等都有細胞的貢獻和身影。

細胞系，指原代細胞（直接從生物體組織分離的細胞）經(jīng)過傳代成功后，所產(chǎn)生的一種具有無限或有限增殖能力的細胞群體。比較著名的有 HEK 293（人胚胎腎細胞系）、HeLa（宮頸癌細胞系）細胞系，還有H1、H9、293T、Vero、A549等細胞系。HeLa 宮頸癌（來自患者Henrietta Lacks）是很早的一個人類細胞系，增殖速度極快，研究得比較透徹的細胞系之一，用于藥物測試、細胞生物學、病毒學、癌癥研究等領域。需要注意的是：因其生長強勢，極易污染其他細胞培養(yǎng)物。

細胞培養(yǎng)過程中需要注意的問題

交叉污染與錯誤鑒定：這是細胞培養(yǎng)中非常嚴重的問題之一。HeLa細胞因其生長強勢，污染了無數(shù)其他細胞系。許多所謂的特殊細胞系后來被發(fā)現(xiàn)其實是HeLa細胞。甚至之前頂級期刊發(fā)表的論文用的細胞系都是錯誤的使用了Hela而不是本身認定的細胞系，因此，定期進行細胞系鑒定（STR profiling）非常重要。

傳代次數(shù)與遺傳漂變：細胞系在長期傳代過程中會發(fā)生遺傳和表型變化，導致細胞系發(fā)生了改變。所以實驗應使用傳代次數(shù)相近的細胞，并避免培養(yǎng)過久，或者在使用前進行細胞系的鑒定。

什么是STR

通過檢測STR的方式進行細胞鑒定，那么什么是STR呢？

STR短串聯(lián)重復（STR, Short Tandem Repeat）,STR又稱微衛(wèi)星DNA或簡單重復序列（SRS或SSR）指的是存在于基因組DNA（主要是核DNA）非編碼區(qū)中的一種特定類型的重復DNA序列。其廣泛存在于人類及哺乳動物的基因組中，由2-6個堿基構成的核心序列串聯(lián)重復排列形成。其重復次數(shù)由滑鏈錯配在細胞分裂（尤其減數(shù)分裂）中積累所致。

STR是第二代遺傳標記（第一代是限制性片段長度多態(tài)性RFLP，第三代是單核苷酸多態(tài)性SNP）。同一個STR基因座上，個體之間的重復的次數(shù)可能存在差異，特定的重復次數(shù)對應一個等位基因。多態(tài)性主要產(chǎn)生機制是 DNA復制過程中的“滑鏈錯配"。同時分析多個高度多態(tài)性的STR位點，產(chǎn)生的基因型組合在無關個體中相同的數(shù)學概率可以低至萬億分之一甚至更低。

通過檢測STR的方式進行細胞鑒定的原理

1）STR具有多態(tài)性

因為STR具有多態(tài)性，多個STR位點組合，進行鑒定的分辨率很高。可使用的13個STR位點，覆蓋不同染色體區(qū)域，可以區(qū)分全球70億人的基因，無關個體匹配概率＜10-15（STR位點等位基因數(shù)量范圍介于7-26個之間）。

2）組織間序列一致性

同一個個體的各種組織DNA具有相同的序列特征，例如來自皮膚的DNA和肌肉的DNA是一樣的，相匹配的，這說明STR分析可以在不同組織間進行。

越來越多的雜志在投稿時要求提供細胞STR分析數(shù)據(jù)，STR已被ATCC等機構作為細胞鑒定的金標準。

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。通過細胞STR鑒定，可以避免由于細胞系交叉污染或品系使用錯誤導致的時間金錢的浪費和時間數(shù)據(jù)的不準確性。

所以我們建議在以下情況下提前進行細胞鑒定：

1）發(fā)表文章前

2）使用細胞進行實驗前

3）準備凍存保種或已凍存多年的細胞

4）細胞系表現(xiàn)不穩(wěn)定或結果與預期差別較大

5）對細胞身份產(chǎn)生懷疑