细胞STR鉴定：原理、流程、判读标准及实操指南

细胞STR鉴定是指通过分析细胞DNA中短串联重复序列（STR）?的多态性，来确定细胞身份、检测交叉污染的技术。STR由少数几个核苷酸反复串联构成，在不同的个体/细胞株间重复次数不同，因而被称为细胞的“DNA指纹”。它是目前国际公认的细胞系身份验证金标准，用于确认细胞的身份、排查交叉污染，确保科研数据的准确性和可重复性。

为什么做 STR 鉴定？

细胞系是生命科学研究和生物医药研发中不可或缺的实验材料，凭借可无限传代、遗传背景相对稳定、便于标准化操作等优势，被广泛应用于机制探索、药物筛选与细胞治疗等领域。然而，细胞系在使用过程中极易发生交叉污染与错误鉴定：共用培养基、生物安全柜或一次移液疏忽，都可能引入外源细胞，镜下却难以察觉。国际细胞系鉴定委员会（ICLAC）的错误鉴定细胞系登记册（contaminations/）目前收录了 500 余株已确认身份错误、且无可靠原始保藏样本的细胞系。该登记册记录了 154 种污染源细胞，其中最常见的为 HeLa、T24 以及 M14。如果使用了错误的细胞，会导致实验结论全盘错误、研究成果不可重复、论文被撤稿，甚至影响临床细胞治疗的安全。因此，给细胞做“亲子鉴定”是严谨科研的第一步。强烈建议准备发表 SCI 论文或申请课题前，准备一下细胞近期的 STR 鉴定报告。

STR 鉴定的原理与流程

原理：STR 是基因组中由 2-6 个碱基组成的核心单元串联重复形成的序列。不同个体在同一 STR 位点的重复次数差异巨大，构成了高度多态性。通过检测多个 STR 位点的重复次数，就能形成该细胞独特的“DNA 指纹”。

标准流程：

1. DNA 提取：从待测细胞中提取基因组 DNA，确保纯度和浓度。

2. PCR 扩增：使用荧光标记引物，对特定的 STR 位点（如人源常用 13-21 个核心位点）进行多重 PCR 扩增。

3. 毛细管电泳：将扩增产物通过毛细管电泳按片段大小分离，通过荧光检测确定每个位点的片段长度。

4. 数据分析：将片段长度转换为重复次数（等位基因分型），并与权威数据库（如 ATCC、DSMZ、Cellosaurus）进行比对，得出匹配度结论。

STR 鉴定流程

什么时候必须做 STR 鉴定？

根据 ATCC 和 ICLAC 等权威机构的建议，以下情况必须进行鉴定：

l 新获得细胞：刚购买、受赠或新建立的细胞系，在使用前必须鉴定。

l 投稿或申请经费前：发表 SCI 论文或申请课题前，必须提供近期的 STR 鉴定报告。

l 长期培养后：细胞连续培养 2-3 个月或传代超过 5 代时，需定期复核。

l 冻存复苏后：冻存多年的细胞重新使用前。

l 表型异常时：细胞状态不稳定、形态改变或实验结果与预期差别较大时。

如何解读 STR 鉴定报告？

拿到报告后，重点关注以下两个核心指标：

l 位点峰图：正常二倍体人源细胞，单个 STR 位点通常仅出现 1 个峰（纯合子）或 2 个峰（杂合子）。若一个位点检出 3 个及以上等位基因峰（多等位基因），并且≥3 个独立基因座同时出现该现象，在排除 PCR 扩增伪峰、肿瘤细胞固有多倍体 / 基因组变异后，提示存在同种属细胞交叉污染；仅 1~2 个位点出现多峰，大概率是细胞自身基因组不稳定导致，一般不判定为交叉污染。

Y79细胞STR鉴定图谱

l 匹配度结论：将检测数据与标准数据库比对。

匹配度 ≥ 80%：认定为标准细胞系或其衍生细胞系（身份一致）。

匹配度 55% - 80%：需结合细胞形态、特异性标记物等做辅助分析，综合判断。

匹配度 ≤ 55%：与对应的标准细胞系不相关。

Y79细胞检测数据与标准数据库比对结果

STR 鉴定的局限性与补充方案

虽然 STR 是金标准，但它并非万能，存在以下局限性：

l 仅限种内鉴定：STR 只能检测人源细胞之间的污染，无法检测人鼠交叉污染。如果实验室同时培养人源和小鼠细胞，建议加做种属鉴定（如通过 线粒体 COI 基因或 qPCR 方法检测）。

l 基因改造细胞：经过基因编辑的细胞 STR 图谱变化通常不大，需结合 Western Blot 或测序等其他方法确认编辑效果。

l 原代细胞：由于原代细胞在数据库中没有标准参考数据，STR 鉴定只能做排他性确认（证明未被其他已知细胞系污染），无法精确定位。

l 亲缘关系极近的细胞：同一来源的不同细胞系或同卵双胞胎来源的细胞，STR 难以区分。

给细胞送检的小建议

l 样本要求：通常需要提供活细胞（数量 ≥ 10? 个）或提取好的基因组 DNA（浓度 ≥ 50 ng/μl）。

l 送样方式：如果送活细胞，一般用 T25 或 T75 培养瓶灌满培养基寄送；如果送 DNA，需确保无降解。

l 定期复核：单次检测只能揭示当前的交叉污染情况。为了避免少量污染（<10%）未被检出，建议细胞库的 STR 鉴定频率定为每 3-6 个月一次。

l 如果你正在准备投稿，建议提前 1-2 个月安排 STR 鉴定，以免因等待报告而耽误审稿进度。

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 ? 质控合规：人源 / 部分鼠源细胞提供STR 鉴定，其余细胞系提供种属鉴定，原代细胞配套免疫荧光鉴定，出具正规报告，可直接用于 SCI 投稿、课题申报。

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