细胞系交叉污染导致数万项无效研究，新技术助力新的鼻咽癌细胞系

yinfuhua

细胞系交叉污染导致数万项无效研究，新技术助力新的鼻咽癌细胞系# r9 Q& M$ c! M0 a) m
来源：生物谷 2018-08-17 10:16
7 Q) K- h' g% [' W: j来自荷兰内梅亨大学的Willem Halffman和Serge Horbach发表 于2017年10月12日PLoS ONE期刊上题为“The ghosts of HeLa： How cell line misidentification contaminates the scientific literature”的研究（1），发现3万多篇论文使用了HeLa细胞交叉污染的错误细胞系导致研究结果无效。7 z1 n# ?5 o5 J% O! [9 f
自1951年建立HeLa细胞以来，该细胞系在实验室被无限制地增殖广泛应用于生物医学研究领域。 HeLa细胞是世界上第一个永生化细胞系，是迄今为止医学研究中最为重要和最为常见的细胞系之一。不幸的是，从1955年开始就有研究，报道存在错误标记的细胞系的论文。后续经过广泛的文献研究之后，保守估计可能涉及到大约3.3万篇论文。这意味着网上有超过3万篇科学论文在报道错误细胞的研究结果。尽管这些已发表的论文已列出了错误标记的细胞，但是由于它们尚存在于文献资源库或网络资源上，这些论文还常常被其他论文在引用。最令人担忧的是，这些论文的研究数据和结论是完全无效的，也是不可能被重复的，会导致人们对科学事实的错误理解，继而浪费大量的人力物力财力去进行后续相关标志物、靶点和新药发现的研究。9 O$ j& T" S0 _/ i1 j$ q
由于从正常人或患者组织分离和培养原代细胞和传代培养极其困难， 60多年来生物医学领域仅有1000余种癌症细胞株。而且这些细胞系在体外被大量实验室在相同或不同条件下培养传代了几十年，这些细胞系在遗传和生物学特性上已经发生了很多改变（2）。例如，同样名称标记的细胞系，如果分别来自于ATCC或NCI-60 系列，就可能在细胞形态、遗传和生物学特性上显示出很大的差异。另外，由于肿瘤细胞的异质性和个体差异，即便是使用了正确名称标记的细胞，也常常出现不正确的研究结论和无效的药物。 最近，美国国立癌症研究所呼吁建立患者来源的癌症模型，这些模型包括人源小鼠移植瘤模型（PDX）和两种新诞生的人源细胞模型： CRC（条件重编程细胞）和organoids（类器官）（3）。最近来自美国Broad研究所（由Harvard和MIT著名科学家组成）发表在Cell杂志上的综述，将这两种新的细胞技术并称为人源癌症研究模型的里程碑 （4）。 美国Broad研究所、美国ATCC和英国Sanger研究所共同呼吁，迫切需要建立新一代的人源细胞系用于癌症生物学研究和药物发现 （5， 6， 7）。4 h, T9 q# q7 d) B+ T
鼻咽癌（NPC）是我国南方及东南亚地区常见的恶性肿瘤，又称“广东癌”。EB病毒被认为是鼻咽癌重要的致病因子，在鼻咽癌细胞中常常可以检测到的病毒基因（包括EBER1/2，EBNA， LMP1， LMP2以及BART-miRNAs）被认为在鼻咽癌的发生和进展中起重要作用 （8）。一个长期困扰EBV和鼻咽癌研究领域的问题是缺乏持续带有EBV的鼻咽癌细胞系，很多常见并广泛被使用的鼻咽癌细胞系最终被鉴定为HeLa细胞的污染 （9， 10）。 除了一个C-666细胞系以外，其他鼻咽癌来源的细胞在体外传代后会丢失EB病毒，所以这些细胞对于EB病毒感染和鼻咽癌研究失去了价值。 C-666是近40年来唯一在EBV和鼻咽癌广泛应用的细胞系 （11），但是这一细胞系存在明显缺陷--不能被诱导产生EB病毒的细胞裂解性复制，因此该细胞系也不能用于EB病毒在上皮细胞中复制和EBV其他生物学特性的研究。
! l% e5 K: ~  N0 Q: {) Y: l9 ?" y庆幸的是，香港大学George Tsao团队利用优化的条件重编程技术（CR）从早期建立的异种移植瘤（PDX）中成功建立了一株新的EB病毒阳性的鼻咽癌细胞系--C17细胞 (12) （图1）。C7细胞系在免疫缺陷小鼠（NOD／SCID）中可以重新形成肿瘤 （图2），更为重要的是，C7细胞系携带了稳定的EB病毒游离体 （图3），并可被诱导经过EB病毒有效裂解再活化产生感染性病毒颗粒 （图4）， 这一种裂解再激活的能力是C7细胞系所特有的。因此，C7细胞系对于研究EB病毒潜伏机制，EB病毒的裂解性感染的调节机制，特别是鼻咽癌的发生发展机制有重大意义。在2018年6月24-29日在香港科技大学召开的著名国际会议系列Gordon鼻咽癌和EB病毒会议上，George Tsao团队报道了他们上述研究成果。除此之外，他们还建立了第一株直接来源于鼻咽癌患者的EB病毒阳性细胞系以及更多鼻咽癌的异体移植瘤（PDX），这些研究结果也正在发表过程中。: F& u4 ]: C( l$ R9 t  ?( |
我们有理由相信，美国国立癌症研究所大力推广的两项新技术，CRC（条件重编程细胞）和organoids（类器官），将会帮助生物医学领域的科学家建立更多的患者来源的癌症细胞模型，摆脱HeLa细胞的梦魇。! v: S# Y' m! S; ]# J& B) ?
8 u1 |" J  w: |
图1： C7细胞系建立过程。 b，c， d分别显示C7细胞系在不同培养条件下的形态。/ Q" r5 K. y7 Q3 C) T5 f1 r) h1 {: W0 z
; i) }5 A* b* ~  l8 K) ^# x( z
图2： C7细胞系细胞遗传学和致瘤性的鉴定。
7 ~2 \% v- v5 l; a; [. b
! G: d- p! q0 o图3： C7细胞系EB病毒状态和病毒基因表达。
% D* P6 L% k( t9 |# ?+ [( N& N% P/ k' R1 M' Q/ {

4 }; _+ n5 C' ^! \+ v图4： C7细胞系中EB病毒裂解性再激活。/ H* R2 v8 `9 x6 B! `
1. Serge P. J. M. Horbach， Willem Halffman. The ghosts of HeLa： How cell line misidentification contaminates the scientific literature. PLoS ONE， Published： October 12， 2017， doi：10.1371/journal.pone.01862814 w- _  h, x. i* k5 P
2.  https：//www.nature.com/news/us-cancer-institute-to-overhaul-tumour-cell-lines-1.19364
( Z+ f7 I: c8 {5 S! o$ d" Y/ @3. https：//www.cancer.gov/news-events/cancer-currents-blog/2018/nci-pdmr-cancer-research-models
7 t6 U0 U2 D) k: P  A& V$ `7 P& z' ^4.  https：//www.cell.com/cell-chemical-biology/pdf/S2451-9456(17)30276-3.pdf7 P- A1 G$ I* ~
5. https：//portals.broadinstitute.org/cellfactory#home7 M. b; V' D' ^# W. H( c) s+ a7 ]
6.https：//www.sanger.ac.uk/science/collaboration/human-cancer-model-initiative-hcmi0 T: l7 Q9 J! t0 A! R5 _9 Q9 c5 v
7.https：//www.atcc.org/en/About/News_and_Events/Press_Releases/2016/NCI_Selects_ATCC_to_Distribute_Cutting-edge_Cancer_Models.aspx
, v) r( K8 n( D- G. {* j) I1 i8. Lo KW， To KF， Huang DP. Focus on narypharyngeal carcinoma. Cancer Cell. 2004； 5：423-8
+ Y# b) a( N! y  \  r4 m% w9. Chan SY， Choy KW， Tsao SW， et al. Authentication of nasopharyngeal
2 Z5 {# a" M1 U' ~/ u3 q/ b$ v: Zcarcinoma tumor lines. Int J Cancer. 2008；122：2169–71.: e0 J* y) I- A  T6 o
10. Strong MJ， Baddoo M， Nanbo A， et al. Comprehensive highthroughput9 q( G* O' n  b: h5 d/ _
RNA sequencing analysis reveals contamination of/ x; ^3 k" ^: ]6 R
multiple nasopharyngeal carcinoma cell lines with HeLa cell! H. q! D3 r. u: A
genomes. J Virol. 2014；88：10696–704.- X1 }7 G3 \* m" I3 T
11. Cheung ST， Huang DP， Hui AB， et al. Nasopharyngeal carcinoma2 }& N# z4 d( c4 [: o- [
cell line (C666-1) consistently harbouring Epstein-Barr virus. Int J
2 Q1 ?0 ]$ x# D$ ~Cancer. 1999；83：121–6.
, ^# u" J9 s6 n2 |: v. s; N2 \! S12. https：//www.nature.com/articles/s41374-018-0034-72 ?8 p% `' ?) ~  \+ ?: S/ e
13.https：//mp.weixin.qq.com/s/ysdF2WJ0KX48fUswS-KnFA(生物谷Bioon.com）
2 b4 t% V: _! J% W; u: R$ p& s% F. e/ v