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基于 NGS 的 SNP 基因分型在细胞系鉴定中的优势

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基于 NGS 的 SNP 基因分型在细胞系鉴定中的优势

发布日期:2021-10-11 22:37:21    作者:中亚欧官网(转载必究)

          研究估计所有流行的细胞系中有 10-40% 被错误识别或污染,因此细胞系认证的重要性非常明显。然而,传统的身份验证方法是劳动密集型的,并且敏感性有限,这凸显了对替代方法的需求。基于 NGS 的单核苷酸多态性 (SNP) 基因分型与用于细胞系鉴定的成熟技术相比具有多项优势,包括卓越的准确性、灵敏度和通量。它还可以应用于越来越多地用于科学研究的类器官和异种移植物等高级模型。

细胞系认证至关重要

在科学研究中使用错误识别的细胞是一个主要问题, 引用被国际细胞系鉴定委员会 ( ICLAC )归类为错误识别的细胞的出版物数量继续增加。使用错误识别的细胞不仅意味着浪费时间和精力来生成不可靠的数据,而且可能导致出版商和资助机构拒绝未提供细胞系认证证明的申请。此外,未能检测到支原体和/或病毒污染会进一步影响结果。

细胞系鉴定

      短串联重复分析具有内在局限性
短串联重复序列 (STR) 分析已广泛用于人类细胞系鉴定,通过检测短的、重复的 DNA 片段(通常长度为 2-6 个碱基对)来生成相关细胞系的遗传指纹。这种方法的缺点是其吞吐量低且劳动密集型,这使得对大批量样品进行鉴定不切实际且成本高。STR 分析也具有有限的灵敏度,据报道约为 5-10%,并且需要进行其他分析来检测支原体和/或病毒污染的存在。

SNP 基因分型提高了准确性和灵敏度

与 STR 分析相比,通过评估单个 DNA 核苷酸水平的变异,SNP 基因分型受益于更高的准确性和更高的灵敏度(据报道为 3-5%)。尽管 SNP 是天然存在的变体,但它们也与许多人类疾病的病因有关,这使 SNP 基因分型成为推进药物基因组学研究的有力工具。SNP 基因分型还提供了验证物种特异性肿瘤模型或错配修复 ( MMR) 缺陷的人类癌细胞系的能力——这是 STR 分析无法做到的。

传统的SNP基因分型有其自身的缺点

尽管近年来细胞系鉴定的使用有所增加,但基于多重 PCR/qPCR 方法的传统 SNP 基因分型具有固有的缺点。与 STR 分析一样,SNP 基因分型既繁琐又低通量,将其效用限制为仅处理低样本数量。SNP 基因分型也不方便检测种间污染物,并且随着需要监测的 SNP 数量的增加,实施起来很快就变得具有挑战性。

基于 NGS 的 SNP 基因分型为细胞系鉴定提供了许多优势

NGS 技术克服了与用于细胞系鉴定的传统方法相关的许多常见问题。具体来说,条形码深度 NGS——一种使用多重 PCR 扩增目标 DNA 区域(“条形码”)以进行高深度测序的方法——以与传统 STR 或 SNP 技术相当的成本提供卓越的准确性、灵敏度和通量。这是通过同时评估数百个 SNP 以产生独特的 SNP 指纹来实现的;通过将其与参考文库(例如,癌细胞系或同基因细胞系文库)进行比较,可以100% 准确地识别样品或其主要成分。

细胞系鉴定

条码深度 NGS 的其他优势包括数字读数,可提供定量误差接近零的干净数据;小鼠样本验证的能力(目前许多使用传统 STR 或 SNP 方法的小鼠细胞系无法实现);并改进污染监测。至关重要的是,由于使用了参考库,因此可以准确识别污染物并确定污染率。结合起来,条形码深度 NGS 的这些特性使其非常适合筛选大型生物库。

条形码深度 NGS 的另一个定义特征是它能够估计三个或更多细胞系的混合比。随着类器官、同种移植模型和异种移植模型越来越多地用于科学研究,验证这些复杂系统比以往任何时候都更加重要。例如,在小鼠肿瘤模型(如患者来源的异种移植物)中,随着时间的推移,小鼠基质细胞可以逐渐取代人类肿瘤细胞,从而对传统的基于 STR 和 SNP 的验证方法产生不利影响。条码深度 NGS 解决了这个问题以提供更可靠的结果。

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