在漫长的培养过程中,人胚胎干细胞逐渐积累突变。它们发生了一些变化,有很多竟然与癌细胞相似。究竟hESC在培养过程中发生了哪些变化?一组来自芬兰的科学家近日揭开了谜底,他们公布了迄今为止*为**的hESC基因组稳定性鉴定。
芬兰土尔库生物技术中心的ElisaN?rv?等研究人员分析了不同实验室的17株hESC细胞系,并将发现的基因组变异与HapMap计划相比较,发现长期的hESC培养会导致染色体变异的获得,从而强调了对细胞进行严格的遗传分析的必要性。该研究成果发表在《NatureBiotechnology》上。
研究主要集中在两类遗传变异:单核苷酸多态性(SNP)和拷贝数变异(CNV)。研究人员使用了含有近100万个探针的杂交芯片来检测SNP,以及另外100万个探针来检测CNV。
这些分析鉴定出843个含有CNV的区域,CNV的大小范围在50-3000kb。这些CNV的大小和数量都与HapMap计划中90个白种人个体基因组中鉴定的CNV相似。然而,这些CNV在染色体上的分布却不同。而且HapMap中的CNV代表了基因组区域的获得与丢失均等,而hESC中的CNV却有近四分之三是获得或扩增。
研究人员还发现FES21细胞系中16号染色体短臂丧失了异质性,不过之前此细胞系的核型分析并没有检测到这个改变。异质性丧失(LOH)是指染色体上有一段父本或母本区域缺失,而其对应物重复出现,这种状况常常与癌细胞相关。
研究人员还将维持了许多代(超过50代)的细胞与传代次数较少(低于50代)的同一细胞进行了比较,试图寻找培养时间所影响的区域。数据显示,每经过一次传代,新的LOH位点的发生率平均为1.3。这些位点的平均大小为1000kb,发生在几乎每个染色体上。
尽管这些结果并非表明干细胞不能用于**,但它们确实说明,对于用作**的细胞来说,培养时间应当是有限的。即使是科研人员也应当注意。培养过程中累积的小变化可能对研究的分子机制有着深远的影响。研究人员建议,除了监控和分析,实验结果还应在多个细胞系中证实。
除了调查这些突变的功能重要性,研究人员还打算研究表观遗传学改变,并在同样热门的iPS细胞中进行相似的遗传变异研究.
原文检索:
High-resolution DNA analysis ofhuman embryonic stem cell lines reveals culture-induced copy numberchanges and loss of heterozygosity
Nature Biotechnology 28, 371–377(2010) doi:10.1038/nbt.1615