充满未检测到突变的干细胞系

一项研究发现，大多数存储在主要细胞系库中并用于研究的人类诱导多能干细胞都存在数千个DNA错误，这突出表明需要改进质量控制措施。

小号使用从人类皮肤或血细胞中提取的多能干细胞的干细胞研究已经带来了许多发现，辅助药物开发，并证明在基因治疗中有用。然而，根据昨天(8月11日)发表的研究，储存在储存库中或在实验室中开发的许多人类诱导多能干细胞(hiPSC)系可能含有数千个未检测到的突变，这让人怀疑这些发现的普遍性。在自然遗传学。根据研究合著者和剑桥生物医学研究园区医学遗传学家SerenaNik-Zainal的说法，该研究表明，此类干细胞研究中涉及的质量控制水平可能达不到要求。

研究人员通过从人身上采集体细胞(通常来自皮肤)然后重新编程以进入类胚胎状态来制造hiPSC。Nik-Zainal说，她和她的同事多年前注意到突变的广泛存在，当时他们注意到来自同一患者的多个hiPSC看起来彼此完全不同。最终，他们发现紫外线(UV)辐射可能与收获细胞前的阳光照射有关，对皮肤来源的hiPSC造成显着的DNA损伤——有时会诱发数以万计的突变。尽管如此，这些单元已被清除以供主要存储库使用。

“那些‘正常’细胞系的突变与[某些]癌症一样多，”Nik-Zainal告诉TheScientist。“这非常引人注目。”

Nik-Zainal说这项新研究始于十多年前，她和她的同事对存储的干细胞系进行了全基因组测序，并提供给两个主要存储库中的研究人员：HipSci，美国最大的iPSC库之一世界和徽章。测序显示，HipSci库中72%的皮肤细胞来源的hiPSC显示出突变迹象。同时，使用Insignia存储的27%的血源性hiPSC和HipSci中18%的血液hiPSC在BCOR基因中包含多个突变，这与多种类型的癌症有关。

请参阅“库iPSC的新资源”

进一步的分析表明，突变，尤其是血源细胞系中的BCOR突变，可以在重新编程后发生，这意味着它们并非源自人类供体，而是随着细胞在实验室中的复制而产生，可能是通过细胞经历的选择压力在培养皿中生长和分割的同时。

“这是一个问题，但它是可以解决的，”斯克里普斯研究所的干细胞研究员JeanneLoring说，她没有参与这项研究。“这是一个终于被越来越多地传达的呼吁：通过基因组分析来分析你将要使用的细胞。”

就目前而言，将这些hiPSC用于研究或临床应用的科学家只需筛选和表征其细胞系，无论它们是内部开发的还是从存储库中获取的，无论期刊或审稿人评估要求的程度如何他们的工作。为了像HipSci这样的地方放置一个细胞系，研究人员只需要证明干细胞没有任何缺失或重复的染色体或其他大规模的遗传错误——分析会遗漏新论文中发现的无数单核苷酸突变.

Nik-Zainal说，来自成体体细胞的干细胞“将携带它们过去的突变史，以及在重新编程或培养它们时发生的任何新突变”。

她和洛林都认为，这些被忽视的突变可能会使已经发表的基础或临床研究的结果完全无效。但是“如果你的细胞发生突变，这并不像你是一个糟糕的科学家，”洛林说。“没有办法避免它，”除了阻止细胞完全分裂，“这不是你想要的，”她补充道。

Nik-Zainal说，一个细胞系可以包含数千个突变，并且只要这些突变集中在不相关的非编码区域或不击中重要基因，就仍然可用于研究。

Loring说，研究人员需要充当免疫系统的一种代理，监测细胞并修剪那些带有不需要的突变的细胞。否则，她说，这些线会以促进它们在文化中生存的方式发生突变，但这可能不会促进研究人员想到的任何科学或治疗目的。

Nik-Zainal说，她的工作引起了该领域研究人员的批评，他们似乎对他们可能需要实施全基因组测序作为一种新的质量控制措施的暗示感到不满。尽管比十年前便宜了一个数量级，但这种类型的测序在技术上仍然很复杂，如果没有专门的培训就很难执行。然而，她建议更彻底的筛查可能会变得更加普遍。“现在能够使用每条线的整个基因组序列进行绝对筛选的日子就在我们身上，”她告诉TheScientist。“我们正处于一个拐点。”

参见“Underdog酶可能对大多数癌症的突变负责”

Nik-Zainal说她已经将她的发现发送给了英国再生医学平台，该平台支持干细胞研究和其他倡议，并且它接受了她发现的问题。与此同时，Loring说她看到了hiPSC突变的问题，她称之为“孵化器中的进化”，在最近的会议上进行了讨论。

“我认为[这项研究]会有所帮助，”洛林说。“我认为这为应该进行这种分析的论点增添了力量。”

Loring强调，该领域应该采用新标准，无论它们是由期刊、干细胞库还是监管机构强加的——尤其是在临床研究或基因治疗中使用突变的hiSPC时。她说，随着越来越多的研究人员获得必要的技术技能并且这个问题变得更加为人所知，她希望全基因组水平的细胞系筛选和表征将变得司空见惯。

即使没有实施新标准，Nik-Zainal也建议，对于想要确保其研究有效的研究人员来说，全基因组测序可能是必要的：“如果你的整个实验依赖于在细胞系中展示某些东西，而你无法解释对于你的细胞系的状态，这可能还不够好。”她说，对于临床工作尤其如此。“我不想将发生重大突变的细胞植入我体内——我想知道。”