STR鉴定——细胞“身份证”

STR鉴定——细胞“身份证”

在生物医学研究中，细胞系是研究癌症、遗传学和疾病机制的重要工具。然而，细胞系的错误识别和交叉污染是一个长期存在的问题，这不仅浪费了科研资源，还可能导致错误的科学结论。例如，ECV-304细胞本身为人脐静脉内皮细胞，后续经证实被T24膀胱癌细胞交叉污染^[1]，这一发现强调了细胞系鉴定的重要性。幸运的是，STR鉴定技术的出现为这一问题提供了解决方案。

什么是STR鉴定？

STR是“短串联重复序列”（Short Tandem Repeats）的缩写，它是指DNA序列中存在的一种特殊模式，即一串较短的核苷酸序列重复排列。由于每个个体的STR序列都具有独特性，这使得STR成为了个体识别的有力工具^[2]。STR鉴定技术通过分析细胞DNA中的特定STR位点，生成一个独特的遗传“指纹”。这个指纹可以与已知细胞系的STR数据库进行比对，从而确认细胞系的真实身份。

图1 短串联重复分析方法

为何STR鉴定如此重要？

1. 防止细胞交叉污染：在细胞培养过程中，不同细胞系之间可能发生交叉污染。STR鉴定可以快速识别出这种污染，保障实验的准确性。

2. 确保研究结果的可靠性：使用正确身份的细胞系进行实验，可以确保研究结果的可靠性，避免因细胞系错误而导致的误导性结论。

3. 提高科研效率：通过STR鉴定，研究人员可以快速排除错误的细胞系，从而节省时间和资源，提高科研效率。

4. 期刊和基金申请要求：许多科学期刊和资助机构要求提供细胞STR分型数据，以证明细胞系的真实性。

在什么情况下，STR鉴定是非常必要或者推荐的呢？

1. 新细胞系的建立：当研究者首次从组织样本中建立新的细胞系时，需要通过STR鉴定来确认其身份和纯度。

2. 细胞系的获取：从外部来源（如细胞库或其他实验室）获得细胞系时，进行STR鉴定可以验证细胞系的真实性和是否受到交叉污染。

3. 实验项目开始前：在进行重要的实验研究之前，对所使用的细胞系进行STR鉴定，以确保实验材料的准确性。

4. 实验过程中：如果细胞系在实验过程中表现出异常表型，如生长速率、形态或遗传标记的变化，进行STR鉴定可以帮助确定是否发生了交叉污染或遗传漂变。

5. 论文发表前：许多期刊要求在论文发表前对使用的细胞系进行STR鉴定，以确保研究结果的可靠性。

6. 细胞系的定期检测：即使细胞系已经被鉴定过，定期进行STR鉴定也是非常好的行为，特别是在细胞系经过多次传代后。

检测位点数量有要求吗？

1. 科研用的细胞进行STR鉴定时，检测的位点数量通常遵循国际标准和指南。根据ICLAC和ATCC等权威机构的建议，人类细胞至少应检测13个核心STR位点^[3]。为了提高鉴定的准确性和分辨率，一些实验室和研究机构可能会选择检测更多的位点。

2. 源井STR鉴定报告采用了全面的检测方案：人源细胞检测21个位点；鼠源细胞检测20个位点。全面的鉴定报告不仅确保了细胞身份的准确性，还可以支持科研人员完成更高质量和更可靠的科研工作。

图2 源井HuH-7细胞基因位点STR分型图谱

参考资料：

1. Dirks, W G et al. “ECV304 (endothelial) is really T24 (bladder carcinoma): cell line cross- contamination at source.” In vitro cellular & developmental biology. Animal vol. 35,10 (1999): 558-9.

2. American Type Culture Collection Standards Development Organization Workgroup ASN-0002. “Cell line misidentification: the beginning of the end.” Nature reviews. Cancer vol. 10,6 (2010): 441-8. doi:10.1038/nrc2852

3. https://www.atcc.org/search-str-database/str-profiling-analysis