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技術干貨 | 揭秘細胞系鑒定的那些事兒

發布時間:2022-06-14 17:25 信息來源: 閱讀次數: 次


上期推文《藥典解讀 | 如何給細胞做一次全面“體檢”?》中提到,細胞“體檢”的第一步是進行“細胞鑒定”,也就是鑒別細胞的身份,證明“該細胞是該細胞”,沒有被誤認,也沒有出現交叉污染的情況。


那么……你是不是有許多問號?


為什么要進行細胞系鑒定


細胞是生產抗體、蛋白藥物、疫苗的“母體”,也是進行細胞治療、基因治療的基礎。細胞的質量優劣、特性穩定與否、種屬差異程度的影響貫穿生物制品的研發、生產及臨床應用的全過程。


如因使用了交叉污染或錯誤辨識的細胞會導致研究結論錯誤、結果不可重復、臨床細胞治療失敗等,給研究者、藥品生產者等帶來不可估量的損失,甚而威脅到患者的生命健康。


為此,各種雜志如Nature、Science、Cell等曾多次發出呼吁,要求研究者對細胞進行鑒定。


相關法規要求

《中國藥典》2020年版:新建細胞系/株、細胞庫( MCB 和 WCB)和生產終末細胞應進行鑒別試驗,以確認為本細胞,且無其他細胞的交叉污染。


ICH Q5D 用于生物技術產品及生物制品生產的細胞基質的來源和鑒定:應采用合適的試驗證明建庫的細胞就是它本身。鑒別試驗可利用細胞的表型或遺傳型特征,但不必作所有的試驗。通常對MCB作鑒別試驗,而對每個WCB僅作有限的鑒別試驗。




什么時候需進行細胞系鑒定


1

當建立或獲得一個新的細胞系時;

2

使用細胞進行臨床治療(試驗)前;

3

研究項目或生產過程涉及到細胞試驗,在其開始/結束時;

4

在細胞凍存之前,或細胞已連續培養 2~3 個月時;

5

發表文章或申請課題經費前;

6

細胞系表現不穩定或結果與預期差別較大時;

7

當實驗室使用超過一種細胞系時,所有細胞系最好先鑒定以排除交叉污染的可能。


細胞系鑒定的方法


細胞培養中可以使用許多方法對交叉污染進行鑒定,藥典規定應至少選擇下述一種或幾種方法對細胞進行種屬和細胞株間及專屬特性的鑒別。

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1

細胞形態觀察

通過觀察細胞形態,初步判斷細胞生物屬性,如細胞生長狀態等,以下為常見的幾種細胞形態:

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2

STR鑒定

STR(Short Tandem Repeat,短串聯重復序列) 基因位點由長度為 3~7 個堿基對的短串聯重復序列組成,這些重復序列廣泛存在于人類基因組中,可作為高度多態性標記,被稱為細胞的 DNA 指紋,其可通過一定的計算方法,即可根據所得的 STR 分型結果與專業的細胞 STR 數據庫比對,從而推算出樣品所屬的細胞系或可能的交叉污染的細胞系名稱。

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3

同工酶

同工酶(isoenzyme)是指蛋白的分子結構、理化性質乃至免疫學性質不同,但是催化的化學反應相同的一組酶。這類酶存在于生物的同一種屬或同一個體的不同組織、甚至是不同的細胞中。


同工酶的結構差異在一定條件下能在電泳上區分出來,常用于細胞系種屬鑒定,通常以乳酸脫氫酶(LD)、嘌呤核苷磷酸化酶(NP)、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PD)、蘋果酸脫氫酶(MD)等幾種酶譜為常用分析指標。

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4

染色體核型分析

染色體核型分析是以分裂中期的染色體為研究對象,根據染色體的長度、著絲點位置、長短臂比例、隨體的有無等特征,并借助顯帶技術對染色體進行分析、比較、排序和編號,根據染色體結構和數目的情況來進行鑒別。核型分析可以為細胞遺傳分類、物種間親緣的關系以及染色體數目和結構變異的研究提供重要依據。


顯帶技術指通過特殊的染色方法使染色體的不同區域著色,使染色體在光鏡下呈現出明暗相間的帶紋。常用的三大顯帶技術包括:G顯帶、Q顯帶和R顯帶。其中,G顯帶運用最廣泛,指標本經胰蛋白酶處理后,應用Giemsa染色,隨后鏡檢、分析;R顯帶(R-bandin)指中期染色體不經鹽酸水解或不經胰酶處理的情況下,經Giemsa染色,所呈現的是與G顯帶著色相反的情況,故又稱反帶;Q顯帶,指熒光顯帶,同G顯帶帶紋。

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5

DNA指紋圖譜

DNA 指紋圖譜技術(DNA-Fingerprinting)由英國科學家 Jeffreys 于 1986 年開發,具有完全個體特異的DNA多態性圖譜,其個體識別能力足以與手指指紋相媲美,因而得名。DNA 指紋圖譜技術具有快速、準確等優點,是鑒別品種、品系的有力工具,已廣泛應用于很多作物的品種資源多樣性和純度鑒定研究。


其中SSR(simple sequence repeat)和SNP(single nucleotide polymorphism)分子標記已被國際植物新品種權保護聯盟(UPOV)BMT分子測試指南和國內《植物品種鑒定DNA指紋方法總則》(NY/T2594-2016)定為優先推薦的兩種標記方法。


相較于傳統的分子標記,SNPs在基因組中更豐富,具有數量大、基因組分布廣、穩定性和遺傳力高、鑒定簡單等優點,可用于快速、高通量的基因分型分析。構建基于SNP標記技術的DNA指紋圖譜對于品種特異性和真實性鑒別具有重要意義。

6

DNA條形碼技術

DNA條形碼分子鑒定法是利用基因組中一段公認的、相對較短的DNA序列來進行物種鑒定的一種分子生物學技術。由加拿大動物學家Paul Hebert首次提出,其團隊對動物界包括脊椎動物和無脊椎動物共11門13320個物種的細胞色素C氧化酶I基因(cytochrome Coxidase I gene)基因序列比較分析,發現98%的物種遺傳距離差異在種內0%-2%,種間平均可達到11.3%,據此提出可以用單一的小片段基因來代表物種。


由于細胞色素C氧化酶I基因(cytochrome Coxidase I gene)和細胞色素B線粒體基因序列在種屬內高度保守,而在種屬間差異較大,針對不同種屬設計特異性引物,每一個種屬都能擴增出一個特定大小的片段。可采用瓊脂糖凝膠電泳方法檢測擴增產物,并進一步測序,以此作為細胞種屬鑒別和交叉污染檢測的的依據。


DNA條形碼技術具有檢測樣本范圍大、準確性高、可快速鑒定大量樣本等優點,是傳統形態鑒別方法的有效補充。

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珈創生物細胞檢定相關服務


武漢珈創生物技術股份有限公司,創建于2011年,是一家集生物技術服務與研發為一體的高新技術企業,專注于為生物藥品/制品的生產企業及研發機構提供各類細胞(含重組細胞、干細胞、免疫細胞等)及原輔料的質量檢測、病毒清除工藝驗證技術服務







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行業認可:累計成功服務500余家企業,提供數萬批次的細胞及產品檢測、病毒清除工藝驗證技術服務。

檢項全面:可提供滿足《中國藥典,三部,2020版》、《美國藥典 USP43》、ICH指導原則及相關法律法規要求的樣品檢測,提供一站式技術服務。

資質健全:擁有本領域的CMA和CNAS資質,并通過了生物安全實驗室備案、質量管理體系認證(ISO9001:2015)、環境管理體系認證(ISO14001:2015)、職業健康安全管理體系認證(OHSAS18001:2007)。

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