Линии HeLa из разных лабораторий накапливают различия

Международная группа ученых провела масштабное исследование линий раковых клеток человека HeLa, культивируемых в лабораториях по всему миру, и выявили различия в вариациях числа копий генов, а также транскриптомах, протеомах, белковом обмене и, как следствие, фенотипах разных линий. Эти данные необходимо учитывать при интерпретации и воспроизведении экспериментов на раковых клетках человека.

Апоптозная клетка HeLa. Сканирующая электронная микрофотография (Zeiss Merlin HR-SEM)
Изображение:
By National Institutes of Health (NIH) — National Institutes of Health (NIH) https://imagebank.nih.gov/details.cfm?imageid=1463, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29528569

Биологическая изменчивость и различия в технике эксперимента играют важную роль в воспроизводимости результатов. Обычно больше внимания уделяют второму аспекту, однако в последнее десятилетие исследователи все чаще отмечают проблемы, возникающие при использовании раковых клеток человека. Неправильная идентификация клеток, а также их перекрестная контаминация и скудное аннотирование могут снижать воспроизводимость результатов, полученных в разных лабораториях.

В лабораторных исследованиях широко используются клеточные линии HeLa, среди них три основных: HeLa CCL2 (первичные клетки), HeLa S3 и HeLa Kyoto. Ученые проанализировали 14 культур HeLa из 13 лабораторий (все три линии были представлены).

Исследование вариаций числа копий генов выявило серьезные различия между культивируемыми в разных лабораториях линиями HeLa с одинаковой аннотацией. Анализ транскриптомов и протеомов показал, что, во-первых, линии CCL2 и Kyoto отличаются друг от друга не меньше, чем раковые клетки из разных тканей, а во-вторых, линия S3 значительно ближе к CCL2, чем к Kyoto. Более того, оказалось, что непрерывное культивирование клеток в течение трех месяцев приводит к накоплению вариаций числа копий генов, а также к изменению профиля экспрессии генов. Это значит, что результаты одинаковых экспериментов могут различаться при использовании клеток HeLa разных поколений.

Разные линии также имели различную морфологию (например, сильно отличались друг от друга по структуре актиновых филаментов) и даже разное время удвоения: минимальное время составляло 17,5 часа, а максимальное — 32,3. Интересно, что некоторые белки, участвующие в регуляции клеточного цикла, можно использовать при определении принадлежности клетки к той или иной линии HeLa (например, число копий гена CDK1 в клетках Kyoto в среднем было выше, чем в клетках CCL2).

Чтобы наглядно показать важность выявленных различий, ученые инкубировали клетки разных линий с miRNA (Let7), после чего анализировали протеомы. Анализ снова показал несхожесть линий Kyoto и CCL. Сильные различия между этими линиями еще раз подтвердили результаты заражения клеток Salmonella typhimurium.

Полученные данные свидетельствуют, что различия в культурах HeLa могут играть значимую роль в воспроизводимости результатов. Ученые предложили простые способы минимизировать последствия такой изменчивости. Во-первых, стоит аннотировать клетки хотя бы с точностью до линий CCL2 и Kyoto. Во-вторых, использовать клетки из ранних пересевов раковых линий, а также тщательно документировать источник клеток и протокол культивирования. В-третьих, важные эксперименты следует повторять на разных культурах клеточной линии, на разных клеточных линиях или в разных лабораториях. Эти рекомендации применимы и к другим лабораторным клеточным линиям.

Источник

Liu, Yansheng, et al // Multi-omic measurements of heterogeneity in HeLa cells across laboratories // Nature Biotechnology, 2019: DOI: 10.1038/s41587-019-0037-y
Добавить в избранное

Вам будет интересно