细胞交叉污染与细胞STR鉴定

众所周知，细胞身娇体贵难养活，养好细胞实属不易。而这其中最烦的是污染、最怕的是掉包。提到细胞污染，想必大家最先想到的是细胞中的细菌、真菌、支原体、黑胶虫等...... 而相对于这些正面入侵，细胞系间的交叉污染才是最让人麻瓜的。 今天三三就和大家一起来讨论下细胞系间的交叉污染、以及交叉污染检测相关问题。

细胞交叉污染史

说起细胞交叉污染问题，可谓完完全全的细胞生物学的历史遗留问题啦。从 1951历史最悠久的细胞系、令科学家们最惊喜的Hela细胞出现并应用，好养活且特异性完全的细胞系成为细胞培养的新宠，各种各样的细胞系也陆续被探索出来。当然随着细胞系的应用研究日益扩大，在最初的10年左右时间，科学家便已经有人意识到，这些让他们持续产出研究成果的宠儿们可能已经不再那么“单纯”。但是历史总是惊人的相似，出于种种原因，研究者们依旧对此置若罔闻，一直到2015 年《科学》Science 杂志“就对细胞污染对科学研究所造成的研究表示了关切”，细胞交叉污染才受到广泛关注

科罗拉多大学的遗传学家Christopher Korch，于2015年3月在Science发布“ 实验室细胞污染影响科学进步 ”一文引起广泛关注。

当然真相可能会迟到，但永远不会不消逝！根据各大官方的实锤资料资料显示，在 2000-2015 年间，有超过 78 个细胞系出现了交叉污染的现象。以实验室最常用的 HeLa 细胞系为例，数据表明 1951 年 HeLa 细胞系被首次采用之后，仅 15 年后（1966）就有科学家报道了 HeLa 细胞系的交叉污染，有证据表明超过 24% 的现有细胞系或多或少都受到 HeLa 细胞系的污染。

而除了大范围使用的Hela，有些交叉污染的情况甚至非常严重，比如 CHB「人类星形细胞瘤」，但实际上是大鼠）；AMDURII（「人的皮肤」，但实际上是猪）；和 ACCNS（「人类唾液腺癌」，但实际上是小鼠）。

当然，在全球大背景下的中国细胞库也无能幸免：

图1. 2016年中国科学院昆明细胞库公布出的错误鉴定和交叉污染的细胞

细胞系出现问题，这是一个根部问题， 那么依靠这些细胞系而产出的科研成果的可信度就大打折扣，一时间对于细胞系的各种质疑此起彼伏。

关于细胞系STR鉴定

当然，细胞交叉污染可导致研究结果产生偏差，但是，这些问题也不能磨灭细胞系实实在在给科学研究带来的功绩。 那么怎么来在万千的细胞系中找出这些冒牌货成了新的难题。

当一种细胞被形态相似的另一种细胞污染时，很难通过形态学观察及时发现，这是细胞系鉴别的难点。为此，科学家陆续建立了多种方法用于细胞交叉污染的检测方法：同工酶法、HLA 分型、细胞核型分析、DNA 多态性以及短串联重复序列（Short tandem repeat，STR）等，在经过诸多方法学实践后，STR脱颖而出。

STR是一类广泛存在于真核生物基因组中的 DNA 串联重复序列，其核心序列为2 ～ 7 bp，重复次数通常为 10 ～ 30 次。由于核心序列重复次数的个体间差异，多数 STR 基因具有多态性。不同个体来源的细胞在不同 STR 位点具有特异性的重复次数，因而使得不同细胞具有其特征性的图谱，根据图谱的数据可以判定细胞是否为单一细胞。美国 ATCC、日本 JCRB 及一些研究机构均为保证自己的细胞安全建立了人源细胞的 STR谱库。

STR 图谱鉴别可以通过标准化的操作，采用自动化的 DNA 分析仪对 PCR 产物进行精确的分析，并以简单的数字描述 STR 序列重复次数，不仅增加了结果的客观性，而且所需细胞数量少（低至 1 × 10³ 个细胞，而细胞检定中常规采用的同工酶法通常需要 5 × 10⁶ 个细胞），结果稳定，特异性强，STR目前已广泛应用于人源细胞株的鉴别。

STR验证细胞及STR验证解决方案

STR 图谱分析法是用于人源细胞交叉污染检测的一种有效手段，不仅可以保证科研用细胞的正确性，还可作为生产用细胞的质控方法，用于细胞操作过程中交叉污染的监测。

北京美德华生在细胞STR鉴定方面有着丰富的经验，不仅可以进行人源细胞STR分型检测，小鼠细胞STR分型检测，还可以用种属鉴定技术对细胞STR鉴定样本进行质控监测。即当对所提供的样本，按要求进行细胞STR分型检测，结果显示非人源，或非小鼠的时候，会对样本进行种属鉴定，为其确认非人源是那个物种来源，或确认非小鼠是那个物种来源。