细胞学堂 | 细胞STR鉴定：确保细胞身份的金标准
来源：Pricella 发布时间：2025-01-17 15:00:00
在生命科学和生物医学领域，细胞身份的准确性直接影响到实验的可靠性和结果的可信度。细胞STR（Short Tandem Repeats，短串联重复序列）鉴定作为一种高精度的细胞鉴定技术，已经成为公认的细胞身份鉴定“金标准”。无论是细胞库入库时的初次鉴定，还是细胞长期培养过程中的持续监控，STR鉴定都发挥着不可或缺的作用。
那么，细胞在培养过程中，我们是否需要定期进行STR鉴定？如何确保鉴定结果的准确性和有效性？本期细胞学堂将带您深入了解细胞STR鉴定的必要性及其科学依据，助您细胞培养无忧。
STR鉴定的首要步骤是明确检测的目标和需求，通常有以下几种情况：
如果需要确认细胞的身份，建议通过STR鉴定与现有数据库数据进行盲匹配，匹配结果能够帮助确认细胞的真实身份。在选择数据库时，需要确保包含目标细胞的所有STR位点信息，否则可能导致匹配结果不准确或错误。
对于长期培养的细胞，定期进行STR鉴定有助于监控细胞身份的稳定性。如果已有早期的STR鉴定报告，可以将当前报告与之进行对比，观察位点信息是否发生变化。例如，若当前报告中出现新的峰值，这可能意味着发生了染色体突变，或者是细胞培养中出现少量其他细胞污染。若怀疑是后者导致的，建议细胞传3-5后重新进行STR检测，以进一步确认结果。
对于原代细胞或自建细胞系，进行STR鉴定的主要目的是确保细胞在建系过程中未被其他已知细胞系污染。同时，STR鉴定也有助于建立第一手的参考数据，为后续使用提供参考标准[1]。
根据实验室的测试数据，利用STR鉴定来判断种属内细胞的交叉污染，其灵敏度约为10%。也就是说，如果污染比例低于10%，通常STR鉴定结果中不会出现明显的峰值变化（如图1所示），或者即使有变化，峰值也较低，可能会被数据分析系统自动过滤掉。因此，当通过STR鉴定发现细胞存在交叉污染时，说明污染比例已经相对较高。不过，单次检测结果仅能揭示当前的交叉污染情况，无法完全排除细胞未来可能存在的潜在污染风险。
为了避免因STR鉴定的灵敏度问题而导致少量污染未能被及时检测出来，建议细胞库的STR鉴定频率定为每3-6个月一次。因为如果传代细胞存在交叉污染，两种细胞的比例通常不会保持不变，具有生长优势的细胞会逐渐淘汰另一种细胞，这一过程与细胞的增殖速度密切相关。一般而言，在细胞传代5至10代后，细胞间的差异会变得显著，届时可以通过STR鉴定有效检测出这种变化，确保污染的及时发现与处理。
对于小鼠细胞的STR鉴定，目前有9位点和18位点两种方法：
包括4-2、5-5、6-4、6-7、9-2、12-1、15-3、18-3、X-1。
包括1-1、1-2、2-1、3-2、4-2、5-5、6-4、6-7、7-1、8-1、11-2、12-1、13-1、15-3、17-2、18-3、19-2、X-1。
2023年NIH在《Assay Guidance Manual》中公布了《Authentication of Human and Mouse Cell Lines by Short Tandem Repeat (STR) DNA Genotype Analysis》[2]，其中明确将小鼠18位点的STR鉴定的方法作为鉴定小鼠细胞系的推荐方法。
在人源细胞STR鉴定中，通常匹配率≥80%，可以认定具有相关性，这是因为人源细胞的遗传背景更加多样，即使是具有亲缘关系的两个个体，其STR鉴定位点也会有显著的差异。而对于实验所用小鼠，为了保证其性状的稳定性，很多小鼠都是经过筛选得到的近交品系、相同品系或者相关品系，因此它们的基因型差异相对较小。这可能会出现来自不同个体的细胞，STR鉴定位点匹配率高于80%。面对这种情况，除STR鉴定结果外，我们还应该通过细胞的背景信息、生长特性和表型特点等方面进一步验证细胞的身份。
RM-1细胞和Py230细胞是C57BL/6小鼠相关品系来源的两株细胞，故两者STR基因图谱有部分位点高度相似。又因RM-1细胞数据库中只有8个位点，从而造成Py230细胞与RM-1细胞STR鉴定的匹配度更高。
RM-1细胞和MOC1细胞是相同的C57BL/6小鼠品系来源，故两者的STR基因图谱也高度相似，从而造成RM-1细胞与MOC1细胞的匹配度也在80%以上。
STR鉴定在细胞身份确认、交叉污染检测以及细胞系稳定性验证方面发挥着至关重要的作用。为了确保实验结果的可靠性和可重复性，除了在细胞入库时进行首次鉴定外，定期进行STR检测同样重要，特别是在长期培养或传代过程中。通过科学的STR鉴定，能够有效保证细胞系的纯度和稳定性，为高质量科研奠定坚实基础。
以上是关于细胞STR鉴定的必要性及其科学依据的介绍，更多细胞培养干货，请持续关注细胞学堂专栏~
ICLAC, Guide to Human Cell Line Authentication.
Almeida JL, Korch CT. Authentication of Human and Mouse Cell Lines by Short Tandem Repeat (STR) DNA Genotype Analysis. In: Markossian S et al. (editors). Assay Guidance Manual. Eli Lilly & Company and the National Center for Advancing Translational Sciences, 2023. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK144066/
