Promega 內(nèi)部期刊 Cell Notes   Issue 22   2008年

PDF英文原文下載：DOING GOOD SCIENCE: AUTHENTICATING CELL LINE IDENTITY

插圖注解：直到他們發(fā)現(xiàn)所使用的HeLa細(xì)胞系表達(dá)了Y染色體標(biāo)記物之前,，一切都進(jìn)展得非常順利,。

前言

能夠重復(fù)出科研領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)表的結(jié)果,，對于確認(rèn),、證實科學(xué)發(fā)現(xiàn)是十分重要的。如果數(shù)據(jù)無法重復(fù),，那么是否有人會追隨這個工作就十分值得懷疑了,。很多生物醫(yī)藥的研究都采用培養(yǎng)細(xì)胞來進(jìn)行，這些細(xì)胞可能是從細(xì)胞庫（如美國ATCC,，American Type Culture Collection）得來,，也可能是受贈于其它研究人員。據(jù)估計,，15-20%的時間里,，實驗中所使用的細(xì)胞已經(jīng)不是原來的細(xì)胞系，或者與其它細(xì)胞系發(fā)生了交叉污染(1-3),。ATCC,，以及其它細(xì)胞庫（Coriell Institute for Medical Research, European Collection of Cell Cultures (ECACC), Deutsche Sammlung von Mikrorganismen and Zellkulturen (DSMZ), Japanese Collection of Research Resources）都收到過提交的"錯誤"的細(xì)胞系，盡管提交者把細(xì)胞系提交到上述機(jī)構(gòu)之前,，還經(jīng)過了檢驗,。然而，最終證實這些細(xì)胞系還是鑒別錯了(4,5),。此外,，干細(xì)胞也可能被污染，作為干細(xì)胞賴以增殖的哺育細(xì)胞層,，小鼠細(xì)胞很容易污染到干細(xì)胞中,。顯然，細(xì)胞系遭到污染,、特征鑒別錯誤,，將會極大地威脅著基于這些細(xì)胞而發(fā)表的論文的質(zhì)量和研究發(fā)現(xiàn)的正確性。為此,，很多細(xì)胞庫現(xiàn)在都要對提交來的細(xì)胞系進(jìn)行鑒定,，并對細(xì)胞系之間的交叉污染進(jìn)行監(jiān)測。

關(guān)于此問題的歷史觀點

HeLa細(xì)胞系建立于1952年,，是第一個人源的癌細(xì)胞系,。在隨后的15年里,，陸續(xù)建立了多種不同組織的人源細(xì)胞系(6)。1968年,，研究人員發(fā)現(xiàn)許多培養(yǎng)細(xì)胞的特征都與原始細(xì)胞株的特征不符,。這是第一個證據(jù),，證明某種細(xì)胞培養(yǎng)方法可能會導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)不可預(yù)測的變化,，或細(xì)胞特征被錯誤地辨識。無菌技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展降低了交叉污染的可能性,，幾乎沒有檢測方法能夠證明哪種細(xì)胞已經(jīng)遭受了上述影響,。然而，從那時起,，操作快速而又成本低廉的標(biāo)準(zhǔn)化方法應(yīng)運(yùn)而生,。雖然這些改進(jìn)方法應(yīng)該消除許多細(xì)胞間的交叉污染，但是,，交叉污染仍然是一個突出問題,。ATCC和其它細(xì)胞庫現(xiàn)在正對他們所提供的所有細(xì)胞系進(jìn)行交叉污染監(jiān)控和遺傳特征鑒定，但是對于絕大多數(shù)研究人員,，在他們的研究中并不執(zhí)行這些看似過分謹(jǐn)慎的鑒定程序,。加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的Gertrude Buehring 和其同事在2004年對接近500位生物學(xué)家進(jìn)行了一項調(diào)查，發(fā)現(xiàn)事實上僅有不到一半的研究人員按部就班地對他們使用的細(xì)胞系使用任何一項常規(guī)技術(shù)進(jìn)行驗證,，如短串聯(lián)重復(fù)序列（STR）分析的DNA指紋圖譜（6）,。如果所有的細(xì)胞系都不經(jīng)檢驗和證明，則細(xì)胞系被錯誤地辨識將是一個非常嚴(yán)重的問題,。

進(jìn)行細(xì)胞系鑒定可節(jié)約時間和金錢

除了會導(dǎo)致數(shù)據(jù)前后不一致或令人質(zhì)疑外,，交叉污染還會浪費(fèi)時間和金錢。 Mordechai Liscovitch是一位以色列研究人員,，他說他和其實驗室的研究人員在兩株乳腺癌細(xì)胞系（MCF-7和MCF-7/AdrR,，現(xiàn)在被重命名為MCI/ADR-RES）上花了3年時間，他們開始認(rèn)為這兩株細(xì)胞系是具有相關(guān)性的,，但后來才發(fā)現(xiàn)這兩種細(xì)胞系實際上并不相關(guān),。盡管早在1998年，有些科學(xué)家就懷疑人們錯誤地判斷了這兩個細(xì)胞系的"身份",，但是直到最近才證實了這一論斷(4,7),。開始，人們都認(rèn)為MCI/ADR-RES來源于乳腺癌細(xì)胞系MCF-7,，而事實并不是這樣-它來源于卵巢癌細(xì)胞系OVCAR-8（7）,。這三個細(xì)胞系都屬于NCI-60類，后者是藥物篩選所常規(guī)使用的細(xì)胞系(4),。

Liscovitch 實驗室就曾放棄了論文的發(fā)表,，就是因為使用了被錯誤辨識的細(xì)胞系而導(dǎo)致了錯誤的結(jié)論,。然而，還有未知數(shù)量的研究工作已經(jīng)發(fā)表,，而這些結(jié)論是基于被錯誤辨識的細(xì)胞系而得出的,。南加利福尼亞大學(xué)和洛杉磯兒童醫(yī)院兒科臨床研究所的Charles Patrick Reynolds建立了兒童癌細(xì)胞系，并使用已有的多個細(xì)胞系進(jìn)行了抗癌藥物研究,。 據(jù)他估計,，已發(fā)表的細(xì)胞生物學(xué)文獻(xiàn)中，高達(dá)35-40%的論文都需要撤回,，因為這些文獻(xiàn)中都含有無效數(shù)據(jù),。這一估計引起了美國天主教大學(xué)Roland Nardone的注意，他號召廣大研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行細(xì)胞系的鑒定工作 - 美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）和美國癌癥協(xié)會這樣的主要機(jī)構(gòu)應(yīng)該將細(xì)胞系鑒定作為給予基金資助的條件,，同時在主要雜志中發(fā)表的基于細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)研究也需要進(jìn)行細(xì)胞系的鑒定,。他還要求對技術(shù)人員和科學(xué)家進(jìn)行關(guān)于預(yù)防和檢查細(xì)胞系交叉污染的教育，包括對這些提議方針的相關(guān)專業(yè)團(tuán)體認(rèn)可機(jī)構(gòu),、主辦會議和研討會的教育,，以便于推進(jìn)這一標(biāo)準(zhǔn)被廣泛接受。Nardone博士認(rèn)為這些改變對科學(xué)研究至關(guān)重要,，這一信念甚至使他參與創(chuàng)建了"全球細(xì)胞系鑒定認(rèn)知月"[2008年5月] - 由一些專業(yè)科學(xué)家發(fā)起的活動,，針對細(xì)胞系被廣泛地錯誤辨識和交叉污染所造成的混亂和浪費(fèi)。