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STR分型法鉴定人SW-13、293T及AGS细胞系种内及种间污染

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2Q 一年_4月 冒研究原著I STR分型法鉴定人SW一1 3、293T及AGS细胞系种内 及种问污染 刘国娟,蔡伟文,林峻,陈鲤群 (福州大学生物科学与工程学院应用基因组学研究所,福建福州,350108) 摘要:目的检测研究所使用的人肾上腺皮质癌细胞SW一13、人胚肾细胞293T及人胃癌细胞AGS 3种细胞系污染情况,并 探索短串联重复序列(short tandem repeat,STR)分型方法检测人类细胞系污染的可靠性。方法人类基因组上的微卫星位点 携带着大量STR,每个STR核心序列的重复次数随个体不同存在差异,作为一种DNA标记使得细胞系在DNA水平上具有 个性化。通过荧光聚合酶链式反应体系扩增STR位点,检测的数据与DSMZ细胞库进行匹配以对细胞系进行鉴别。结果比 对得出SW一13基本匹配,其中2O个STR基因位点中只有TH01位点的两个等位基因重复数为7和8,与DSMZ细胞库中此 等位基因重复数7和7有差异,其余均一致在可接受范围内。细胞系293T、AGS等位基因的重复数与DSMZ细胞库完全 匹配。结论STR分型检测方法被ATCC、DsMz等权威机构推崇,且此研究采用20位点检测法涵盖ATCC一9位点及中检院一 16位点检测法,该法权威可靠。本所3种细胞系遗传稳定,均无种内或种间污染。 关键词:STR分型;人SW一13、293T及AGS;细胞系交叉污染 中图分类号:DF795.2 文献标志码:A 文章编号:2096—1413(2017)10-一0001—04 STR typing in identifying intraspecific or interspecific contamination of human SW-13, 293T and AGS cell fines LIU Guo-juan,CA1 Wei—wen,LIN Jun.,CHEN Li—qun (Insittute of Applied Genomies of College of Biological Sciences and Engineering in Fuzhou University,Fuzhou 350108,China)' ABSTRACT:Objective To detect the contamination of human adrenocortical carcinoma SW—l3 cells.human embryonic kidney 293T cells and human gastric cancer AGS cells used in our institute,and to explore the reliability of STR typing method for detecting the pollution of human cell lines.Methods M[icrosatellite loci on the genome carry large amounts of STR.The number of repetitions of the core sequence for each STIR varies in different individuals as a DNA marker makes cell line personalized at the DNrA leve1.ST]R loci were identified by fluorescence polymerase chain reaction.and the data were compared with DS]MZ celll bank.Results SW一1 3 basiely matched.Among its 20 STR】Locis.there were only two allele numbers of replications on TI{[01】lOCUS which had some differences with DSMZ ce1.1 bank.but the difference was acceptabde.The repeat numbers of 293T and AGS alleles were completely matched with DSMZ celI bank.Conclusi'ion STR typing of human cell lines is highly respected by ATCC.DSMZ and other authorities.The study adopts 20 STR locis detection method which authoritatively and reliably containing 9 STR】loeis of ATCC and 16 STR locis of NIFDC.The 3 cell lines in this study are stable and has no intraspecific or interspecific contamination. KEYWoRDS:STR typing;human SW一13、293T、AIGS cell¨fines;cross-一contamination 细胞系的误认、交叉污染及诠释不充足严重影响科研 法,兼容了9-STR基因位点和16一-STR基因位点检测法数据 之外,还增加了4个(D2S1338、D6S1043、D12S391 ̄I]D19S433) 基因位点,使其多态性与准确性更高。 1材料与方法 1.1细胞D rA的提取 数据的可靠性与重现性,造成时间、精力和科研经费的浪 费…。MACLEOD等[zl对人类细胞系原始库交叉污染做的 252个提交到DSMZ的人类细胞系调查,有18%的细胞系与 其他细胞系有交叉污染,仅HeLa细胞自身就占据细胞交叉 污染事件的25%。细胞系污染的问题被称为科研界迫切需 要解决的质量控制问题_1 。因此NI'H、美国典型菌种保 藏中心(ATCC)、Nature和Science等机构近年来对此多次 发出呼吁,要求研究者对细胞进行鉴定_4_ 1,以确保实验的 准确性。 细胞系SW一13、293T、AGS来自本研究所。主要试剂: DMEM/High Glucose购自HyClone公司;F-一12K Nutrient Mix-一 ture(1×)购白Gibco公司;Tripsin025%Ox)Solution购自Hy— Clone公司;PBS缓冲液;血液细胞基因组提取试剂盒购白Tian— gen公司。所用仪器:BioSafer 9700 PCR扩增仪、离心机等。 1.2 STR分型 人类基因组上STR出现频率很高,且每个STR关键序列 的重复次数都是特异的,因此大多数STRs基因座具有多态 性圈。本研究中采用目前最全面准确的20-.-STR基因位点检测 DOI:10.19347/j.cnki.2096—1413.201710001 主要试剂:PCR荧光标记引物;Taq DNA聚合酶(2_5 U/ixD, DNA模板等。所用仪器:BioSafer 9700 PCR扩增仪;离心机; 作者简介:刘国娟(1989一),女,汉族,山东滨州人,硕士。研究方向:遗传学。 通讯作者:陈鲤群,E—mail:chenliqunair@hotmail.com. 基金项目:国家自然科学基金(No.31500616)。 ——1—— 2017年4月 200 ̄LPCR反应管等。 2步骤和方法 2.1 STR鉴定流程 料、电压不稳等其他因素形成的杂峰。当2个以上基因位点 出现3个或3个以上的峰,则可判定该细胞被污染,混合细 胞的种类越多,STR位点出现的等位基因峰也越多,污染就 越严重。 细胞DNA的提取一荧光引物扩增STR位点一3730毛细 管电泳一数据分析获得STR基因座信息一数据库比对和结 果分析。 2.2细胞DNA提取 其中分型判断标准为:若l0个位点中出现2个及以上 位点出现三个分型,则表示此细胞株存在交叉污染:若与 标准分型相比,某些位点包含标准分型及另外一种分型,则 判断此株细胞和标准细胞为杂合子和纯合子关系;若出 首先将培养到合适数量的贴壁细胞培养液去除,沿培养 皿壁加入PBS缓冲液清洗后吸弃,加入适量TRIPSIN 0.25% (1×)Solution吸打处理为细胞悬液转移至2 mL离心管中。此 后按照TianGen TIANamp Genomic DNA Kit操作步骤提取细 胞DNA。 2-3荧光引物扩增sTR位点 现50%或以上分型不符合,则说明此细胞株并非鉴定的 细胞株。 3结果与分析 3.1 STR分型方案 用TianGen的基因组抽提试剂盒提取DNA,采用20一 STR扩增方案扩增,在ABI 3730XL型遗传分析仪上对STR 位点和性别基因Amelogenin进行分组检测,分组检测方案见 表I。 表1分组方案 l0 L扩增体系中含IO ̄STR Buffer l tzL,l0×引物对混 合物1 ILL,Taq酶(2.5 U/p ̄L)0.4 ,DNA模版1 L,双蒸水 6.6 txL。扩增条件:95℃变性11 rain,94℃变性30 S,60℃退 火35 s,72 oC延伸50 S,共l0个循环;90℃变性30 s,60 oC退 火35 S,70℃延伸50 S,共20个循环。60℃延伸30 min。4 oC 保存。 2.4 PCR产物毛细管电泳 将l L PCR扩增产物与8.5 L去离子甲酰胺和 0.5 IxI 荧光标记的Ladder内标(CXR)混合后,95℃先变 性3 min,再在冰上冷却3 min,进样毛细管电泳基因分析仪 电泳。 2.5采用Genemap软件对扩增结果进行分析 3.2 Genemap分析 扩增样品的理想峰高应小于2 000 RFU。软件根据相对 Genemap分析细胞系SW一13、293T、AGS STR位点如图 3、4、5所示。 3_3 STR分型结果与分析 分子质量内标得到PCR产物片段的精确长度,并计算出每 个等位基因STR重复单位的重复次数。当两个等位基因的 蕈复次数相同时,图谱中只出现】个峰,当两个等位基因的 重复次数不同时,图谱中会出现2个峰。其中也会有由于染 A 1 根据图1、2、3对细胞系SW一13、293T、AGS检测结果信 息见表2。 B1 D1 F1 图1 SW一13 STR图谱(A1一F1) 洼:图AI中THO1位点等位基因重复数为7和8与DSMZ数据库数据SW一13此等位基因重复数7和7有差异。 2一 20l7年4月 28000 24000 22Oo0 2oo00 181)00 16O0o l4000 l200o l0000 8000 -- r 露_ 。 600o 4000 2O00 J 4l碰・l 8 J }a1 0 Il 图2 293T STR图谱(A2一F2) C3 图3 AGS STR图谱(A3一F3) 由上表可以得出SW一13细胞没有发现2个及以上多等 位基因,即不存在交又污染。TH01位点DSMZ细胞库标准分 型略有不同,匹配率90%,考虑此株细胞与标准细胞株为杂 合子与纯合子关系,细胞号对应JCRB9069,可确认此细胞系 为SW一13。293T和AGS两株细胞DNA分型在细胞系检索中 分别可以找到完全匹配的细胞系,两细胞系均未发现多等位 基因。不存在细胞系污染,DSMZ数据库分别显示细胞名为 293T、293T和HEK 293T/17细胞号分别对应635、RCB2202 —3一 2017年4月 和ACS一4500及显示细胞名AGS细胞号对应CRL一1739。三 种细胞系鉴定结果见表3。 表2三种细胞系的20一STR位点基因分型结果 来源于其他物种的污染。但目前没有单一方法可提供所有的 信息来鉴定一个人类细胞系,STR分型仍是这一时期的黄金 标准。 本所研究的SW一13、293T及AGS三株细胞系遗传稳定 均未受到污染,STR基因分型在DSMZ细胞库及ATCC细胞 库分别可以找到所对应的细胞系。当两种不同基因的人源细 胞系培养在同一体系中;细胞系的交叉污染可能发生在种 内,也可能发生在种间。细胞系种内及种间交叉污染是一个 普遍存在的问题并且错误鉴定的警报经常被忽视_1 。由于实 验设计的复杂性与细胞系使用的增加,在日常细胞培养中无 意混合细胞系的可能性是永远存在的f1 。为了避免细胞污染 注:SW一13细胞株DNA分型检测中TH01等位基因重复单元数显示7、8 与DSMZ数据库7、7有改变。差异可能由无效等位基因、基因突变、实验技 术水平操作误差以及传代次数差异引起的基因突变造成。 表3细胞系检测结果 检测样品等位基因数t>3匹配细胞系比对细胞库 匹配 是否污染 4讨论 用于细胞系交叉污染检测的方法主要有同工酶分析[91、 染色体核型分析㈣、人类白细胞抗原分型分析(HLA)、免疫分 型分析以及DNA指纹图谱fl1 等。ALSTON等[ 1表示这些方法 虽都可以鉴别细胞系但有不同程度的不确定性。传统的同工 酶图谱等分析法仅能鉴别不同种属的细胞系且有不同程度 的歧义和缺陷[12-13]。相比之下,STR分型法则可以鉴别不同个 体来源的人源细胞系允许细胞系在DNA水平上的个性化 。 STR位点由不同重复次数的DNA短片段组成,且能够被聚 合酶链式反应扩增出任意片段且扩增产物能够用不同颜色 的荧光标记使其易于区分_151。STR分析快速、廉价、易于自动 化生成适合于标准参考数据库格式的重复数据而被大多实 验室所采纳,并由ATCC推荐作为鉴定细胞系污染标准n61。 目前STR分型可以增加数据可信性、节省研究人员大量 时间以及避免研究错误鉴定的细胞的不利影响,对科研产生 重大的影响。然而STR分型法也存在某些局限,如STR分型 法无法知道具体是什么细胞污染物及污染程度,且无法检测 一4 造成的不必要的影响,医学研究者应对培养的细胞进行STR 鉴定,确保细胞系的纯正,实验操作应严格遵守无菌操作规 范,受到污染的细胞尽可能选择灭活后丢弃。 参考文献: 『1]ALSTON—ROBERTS-'BARALLON R33AUER SR,et aLCell line misiden- tiifcation:the beginning of the end[J].Nat Rev Cancer,2010,10(6):441-448. 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