細胞培養(yǎng)是大多數生物學和生物醫(yī)學研究的重要組成部分。在轉向動物模型之前，許多實驗都是在體外培養(yǎng)中進行的。細胞培養(yǎng)和更復雜的適應，如3D 培養(yǎng)，也可能會變得更加重要，因為人們正在努力鼓勵動物研究的替代方案。細胞培養(yǎng)平臺用于遺傳篩選、藥物篩選、成像和傳感應用以及報告分析，既用于已建立的細胞系，也用于動物或患者來源的原代培養(yǎng)。

細胞培養(yǎng)物也可用于深入了解疾病機制，例如源自患者的誘導性多能干細胞 (iPSC)。iPSC 可以分化成特定的細胞類型，例如神經元、神經膠質細胞或肌肉細胞，它們具有患者疾病的遺傳背景，并可作為研究病理生理學的模型。這對于不確定遺傳病因的散發(fā)性疾病特別有用，例如神經退行性疾病，其通常包括家族性和散發(fā)性形式，例如阿爾茨海默氏病、肌萎縮性側索硬化癥。

除了它們的研究應用外，細胞培養(yǎng)物還是再生醫(yī)學、細胞療法和生物治療生產的主力軍的材料來源。潛在地，干細胞和 iPSC 可以分化成特定器官的細胞，構建成組織，并用于移植。然而，大多數干細胞在再生醫(yī)學中的應用仍處于臨床前階段，只有少數臨床應用，這在很大程度上是由于缺乏符合監(jiān)管標準的質量控制措施。

在細胞培養(yǎng)的各個方面，無論是研究還是醫(yī)學應用，實施適當的質量控制以確保高標準至關重要。質量控制措施涵蓋與所有細胞培養(yǎng)相關的廣泛適用實踐，例如避免污染的良好實驗室實踐，以及針對專門應用的更具體實踐，例如再生醫(yī)學中的干細胞。

細胞培養(yǎng)的良好“管家”做法

鑒于它們對研究的重要性，實驗室必須進行質量控制并采用最佳實踐來避免培養(yǎng)物污染。最佳做法包括在層流罩的專用培養(yǎng)室中工作，將窗框固定在適當的位置，對工作表面進行消毒，以及戴上手套和口罩。未檢測到的污染，例如支原體或污染細胞類型，可能會干擾實驗，導致誤導或有偏見的結果，從而浪費資源和時間?！皩嶒炇一驒C構可以實施政策來減輕污染并防止錯誤識別細胞培養(yǎng)物的問題，” Matthew D. Hall解釋說，美國國立衛(wèi)生研究院國家轉化科學推進中心 (NCATS) 臨床前創(chuàng)新部早期翻譯分部主任。在最近的一篇論文中，Hall 分享了 NCATS 降低支原體感染細胞系樣本百分比的成功故事。

“我們開始測試的第一年，大約 13% 的培養(yǎng)物測試呈陽性，這與文獻污染率相當。然而，在我們實施定期測試計劃后，到第五年陽性率下降到僅 3% 左右，”Hall 總結了 NCATS 的協議?！拔覀兂晒Φ姆椒ㄊ嵌鄬哟蔚?。首先，我們只接受合作者提供的經無支原體認證的細胞系. 我們在收到傳入的細胞系后自行確認。其次，我們每月測試所有活躍的培養(yǎng)物，或在從冷凍儲存液中解凍后測試。第三，這對于昂貴的高通量篩選極其重要，在啟動實驗之前立即測試預期的細胞系。您希望確定高通量篩選將產生高質量的結果，不受支原體的干擾。”

不幸的是，即使實施了良好的支原體監(jiān)測方案，污染仍然會發(fā)生。在這些情況下，NCATS 會立即破壞陽性細胞系并測試備用小瓶。如果備用小瓶也檢測呈陽性，它們同樣會被銷毀?！叭绻覀冋也坏轿词芪廴镜膸齑妫覀兇_實有針對非常有價值或稀有品系的補救方案。我們在組織培養(yǎng)室外的專用培養(yǎng)箱中隔離這些有價值的污染培養(yǎng)物，并啟動纖溶酶治療，”霍爾解釋道?！耙坏├w溶酶方案完成，我們就會對修復后的培養(yǎng)物進行幾次測試，以確保它是干凈的。我們測試了兩次，因為可能會出現感染反彈。我們還檢查細胞的行為是否與纖溶酶之前一樣，以驗證處理不會影響培養(yǎng)物的特性。我們還與原始實驗室分享去污和無支原體的培養(yǎng)物?！?

除了支原體檢測外，NCATS 還將驗證細胞系身份作為其細胞培養(yǎng)質量控制措施的一部分。這是通過短串聯重復(STR) 分析完成的，它用作細胞來源的指紋?！坝性S多關于轉換細胞系的警示故事，我認為HeLa是最著名的污染細胞系之一，”Hall 警告說。“為避免這種情況，我們還決定實施 STR 來驗證大多數傳入的細胞系。自從我們開始 STR 測試以來，我們只在我們檢查的 186 個細胞系中發(fā)現了 5 個錯誤識別的細胞系?！?

NCATS 的經驗表明，良好的監(jiān)測方案對于降低支原體污染培養(yǎng)物的數量和防止使用錯誤識別的細胞系的可行性和有效性?！拔覀冊?NCATS 的首要原則很簡單。我們認為，如果可以防止因使用受污染或錯誤識別的培養(yǎng)物而導致的大規(guī)模錯誤，那么定期和頻繁地花費相對少量的努力是值得的。一個大的錯誤最終可能會花費更多的時間和精力，甚至可能會誤導研究方向，”霍爾總結道。