細胞系

細胞是生命的基本單位，對細胞的研究和應(yīng)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(xué)、藥物研發(fā)與篩選、病理學(xué)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(xué)、病毒學(xué)、癌癥研究等領(lǐng)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(dǎo)致細胞系發(fā)生了改變。所以實驗應(yīng)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(fù)（STR, Short Tandem Repeat）,STR又稱微衛(wèi)星DNA或簡單重復(fù)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(fù)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(gòu)成的核心序列串聯(lián)重復(fù)排列形成。其重復(fù)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(biāo)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(fù)的次數(shù)可能存在差異，特定的重復(fù)次數(shù)對應(yīng)一個等位基因。多態(tài)性主要產(chǎn)生機制是 DNA復(fù)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(guān)個體中相同的數(shù)學(xué)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(guān)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(gòu)作為細胞鑒定的金標(biāo)準(zhǔn)。

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(dǎo)致的時間金錢的浪費和時間數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)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(zhǔn)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(jié)果與預(yù)期差別較大

5）對細胞身份產(chǎn)生懷疑