确保再现性:细胞培养质量控制至关重要

细胞培养是必不可少的在体外实验工具。在培养皿中试图概括人体,在二维和三维,它提供了数十年的研究的基础和可能成千上万的博士学位。出错的时候,然而,无论是通过事故,感染,误认,交叉污染或不受控制的分化(干细胞),它可以很有压力,尤其是在长期的实验或当使用方面细胞系。另一个重要的考虑是再现性,这是一个承认生命科学行业问题。一个2015公共科学图书馆生物学研究为例,在分析以往的研究报道,不能复制的患病率研究是超过50%,相当于每年280亿美元不能再现的临床前研究。¹矛盾在细胞培养方法在这方面是一个潜在的问题,如果不保持细胞或以一致的方式使用,或污染的感染(如支原体),这可能产生负面影响的结果,使其更难以复制和/或准确地解释数据。

“质量控制(QC)是一个关键的一部分,确保从任何细胞培养过程输出的质量,并保证重现性的一个重要组成部分的科学研究以及质量保证质量和安全的细胞而产品,”评论格林N史黛丝国际干细胞银行计划,英国剑桥大学和研究所干细胞和再生和国家干细胞资源中心,中国科学院,北京,中国。“这些主题是目前在期刊编辑的思想,研究资助者和监管机构和研究人员因此至关重要的意义。”

本文将着眼于这些细胞培养的不同方面质量控制和协议的类型,可以实现以确保可靠和可重复的结果。

预防感染

许多不必要的感染可以发生在细胞培养期间,一般期间推出的孤立的细胞,常规处理或在实验的设置。这包括细菌、酵母、其他真菌/模具以及支原体和病毒。化学污染,包括金属离子和木糖醇还可以对细胞产生影响体外。挑剔的注意的使用无菌方法可能会带来巨大的回报,节省大量的时间和资源,²但也有其他类型的QC科学家也必须关注的问题,包括细胞误认和交叉污染。感染的话题,斯泰西表示:“微生物状态评估应该包括支原体测试,检查细菌或真菌污染和原始股票也应该评估和/或测试可能病毒污染物。”

露丝泥炭克里克研究所细胞服务主管,伦敦,英国,突显出,在她的实验室,“唯一的成功,我们已经在我们的经验是与“固化”细胞支原体。有已知的商业制剂用于治疗支原体。这是一个漫长的过程,对于我们的协议意味着细胞系将面临为期12周的治疗和检疫。”泥炭补充说以下警告:“抗支原体可以和并不总是可以治愈的,因此某些细胞不易治愈的支原体将被丢弃。”

是你的细胞系你认为它是什么吗?

Horbach等人的研究表明,超过30000的研究报道研究细胞系的面孔。³还估计,15%以上的人类细胞系不是来自声称源,尽管这个问题在1967年首先报道,这似乎是一个反复出现的问题。^4,5误认是唯一的几个相关问题。跨细胞交叉污染,包括来自不同样本(在主细胞)的情况下,或不同的细胞类型,甚至物种是另一个重要的挑战。它可以完全摆脱结果和未被发现当使用一个简单的光学显微镜观察。负责细胞培养实践,大大降低和/或防止此类危机的可能性进行的科学至关重要。

泥炭的评论:“DNA样本的质量控制测试,可以肯定的是这些细胞系是真实的。细胞系和另一个细胞系被视为一种污染物,任何细胞株混合无疑会被丢弃。这让细胞株用于研究质量的最高标准”。

Short-tandem-repeat (STR)分析是一个关键的方法被用于细胞系进行身份验证。的美国国家标准协会提供了协议,可以帮助人类细胞系证明真实性,和国际细胞系认证委员会(ICLAC有关此主题的)还提供了指导。泥炭建议使用STR分析人类细胞系相比可以出现在Expasy细胞系的知识资源,Cellosaurus。这种类型的测试是不可用的,例如在处理从其他物种的细胞系,斯泰西建议使用COX-1基因序列确认身份至少原产地物种的水平。⁶

细胞功能,干细胞和分化控制

干细胞(SCs)包括诱导多能干细胞有明显的可能改变临床治疗,包括再生医学等领域的应用。然而,确保高质量的SCs来源包括特征之前,使用是至关重要的质量和流程可以从实验室到实验室,包括在收集、检疫、银行、命名、描述,运输和文件和数据管理,在其他的基本要素。这就是为什么欧洲诱导多能细胞(EBiPSC)建立了一个标准化的质量控制制度,其中包括1)严格版本测试;2)信息检测和3)“定制”质量管理体系,同时支持可跟踪性和持续发展,根据DIN ENISO9001:2015全面质量管理的标准。⁷

斯泰西认为常规观察未分化的干细胞的文化应该帮助检测大量从典型的干细胞菌落形态学变化。⁶然而,如果一个殖民地的比例显示(差异化)形态学改变,它可能会选择性地分离未分化的干细胞和继续培养他们,“虽然这并不理想,”他补充道。

确保一致性试验装置

细胞培养在实验室进行了统一是多少?可能有轻微的方法和/或实际的技术差异不同的科学家,在过去可能是归因于它作为一个“艺术”而不是一门科学,但后来结果如何从不同个体相互比较呢?任何差异,不幸的是,可以导致不同的结果,包括细胞培养基、播种密度、胰蛋白酶化时间,甚至细胞生长的材料/表面。下面的一些建议可能会有帮助。

质量控制之路

使用严格的标准操作程序(sop)结合投资培训和事先准备可以与细胞培养整体质量产生重大影响。斯泰西建议“预防胜于治疗”的方法,包括:

• 所有细胞培养人员在无菌技术的培训
• 细胞培养分离工作从通用实验室工作和实验室人行道
• 新实验室检疫的细胞系
• 常规制备低温贮藏的股票所有的细胞系及其质量控制,
• 常规细胞培养箱测试和清洗
• 常规实验室清洁制度包括日常垃圾处理^8,9

1。标准作业程式

安抚应该促进标准化细胞处理实践所有用户在实验室或研究所和鼓励小心,定期准确的记录和维护文档。这有助于提高结果的质量,使它们更可靠。预防感染,这可能包括非常具体和详细的指南的使用无菌方法,预防措施之前,期间和之后的细胞处理,以及所需的设备和试剂。记录,泥炭股票克里克研究所的细胞为每个细胞株服务团队保持良好的记录,使用跟踪系统冻结的股票和完成表一旦细胞系已恢复增长。团队还保持记录的数字和确保细胞系不增长超过6 - 8周,之后,一个新的细胞从frozen-down股票恢复供应。

2。培训

确保所有细胞培养处理程序是训练水平是至关重要的,如果一个人操作低于所需的标准可以介绍潜在暴露于感染或其他问题。“重要的是要注意的潜在污染的原因(例如,沃尔玛的文化,粗心或笨拙的细胞培养操作),随后确保所有的用户都是在无菌技术和良好的细胞培养实践训练一般来说,“州斯泰西。^9,10泥炭强调优秀的技术的重要性,牢记重要的步骤,如只处理一个细胞系在层流罩,而且从不分享媒体解决方案或细胞系之间吸量管。

3所示。提前准备实验室工作

确保所有你需要的是提前做好准备,在细胞培养和接近手罩,是一个简单的方法来防止混淆或者引入污染。这包括支架等消毒设备、仪器和试剂,并确保其他工具如吸管枪支、一次性吸量管和专家和/或生物危害垃圾桶都近在咫尺。工作站或电车保持清洁和自由过剩的物品是完美的。永久性标记笔,用乙醇不溶或干涸,也有用手以确保任何塑料碗/样本标记清楚细胞株等信息,具体的样本信息,最后一段日期和/或试验装置和任何其他信息值得跟踪。什么是写在菜应该协调实验室notes /文件,后者应该仔细跟踪信息。在英国,人体组织机构(HTA)应遵循的守则和标准,以确保管理立法遵循相关科学家的特定的工作和使用人体组织和/或细胞。¹¹

4所示。常规监测

斯泰西建议科学家经常通过显微观察观察他们的文化。“这是一个重要的监控方式污染等不良事件的证据或形态变化。”他补充道,通过日常检查,用户可以避免不知不觉培养压倒性的感染的风险,然后蔓延到其他的文化。

与细胞培养向前和向上

密切关注细胞培养质量控制不仅有助于加速研究,帮助去除不必要的压力和损失的实验和/或资源经验通过计划不周,和/或缺乏标准的质量控制过程,它还可以提高再现性,因此提高实验结果的长期相关性。负责任的科学开始关注一致性和可靠性,帮助改善的潜在翻译的可能性和细胞系成有用的生物医学研究,成功的临床治疗方法或工具。

引用

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