支原体污染毁了多少细胞研究
Mycoplasma (orange) can surround and infect cells and invalidate results of gene-expression studies.
支原体污染是细胞培养中普遍存在的一种臭名昭著的污染源。支原体的存在会剥夺细胞的营养物质，改变某些基因的表达水平，从而对细胞生物学的研究产生深远的影响。支原体是最小的可体外生长的微生物，直径约为0.3～0.8um，它们可以通过滤菌器而无法被过滤除去。又因为其缺乏细胞壁，所以常规的抗生素并不能对它们起到抵抗作用。由于支原体本身的特性，不易被清除，而导致实验研究中资金和人力的极大损失。
近日，宾西法尼大学的研究者John Hogenesch和Anthony Olarerin-George发现，支原体污染远比我们想象的更加严重和普遍，这篇新闻《支原体毁了多少细胞研究》发表在2014年7月29日的《Nature》，再次引发了细胞学科研工作者对于支原体污染的关注。（原文地址：http://www.nature.com/news/contamination-hits-cell-work-1.15632）
John Hogenesch每次看到自己的实验员愁眉不展时，他立马就知道是实验出问题了，他会给与实验员一个好的方法去查找失败的原因——“检查下细胞培养是否存在支原体污染”。
支原体污染总是会影响研究的发现，并浪费大量的科研经费。John Hogenesch的实验室去年就遭遇了一次支原体污染，虽然很快解决了问题，但还是损失了大约100,000美元和一年的研究时间。支原体污染除了来源于其他污染的细胞外，大多数是来自于实验室操作人员，很多支原体在人体是正常菌群，稍有不慎就可能带入实验室而污染细胞。支原体再生很快，它不像其他的微生物会使得培养基变得浑浊，它的存在不会产生任何可视的特征。
支原体是一个长期存在的问题。1956年，约翰霍普金斯的研究者报道了其实验室中的Hela细胞存在支原体污染，而Hela细胞作为一种人宫颈癌细胞被广泛地用于各个研究领域。20世纪90年代初，美国食品和药物管理局检测了超过20,000例细胞培养，结果发现超过15%的细胞培养存在支原体污染。1991年，阿根廷的一项研究表明，200个细胞样本中污染了支原体的细胞超过70%。特别是最近，2002年来自德国DSMZ(国家菌种保藏中心)的研究表明，440种细胞系（大多是白血病淋巴瘤细胞）中存在28%的比例被支原体污染。以上研究数据表明支原体存在已久，并且持续存在不容忽视。
为了全面地了解支原体污染的情况，获得公平的评估数据，John Hogenesch和Anthony Olarerin-George进行了广泛的样本分析，他们分析的样本序列数据来自于NCBI的高通量测序数据库（SRA）中的项目，主要是2012年-2013年进行的实验项目，包括啮齿类动物样本和灵长类动物样本共计9395种。通过对这些样本细胞进行基因表达水平的研究，寻找支原体DNA，结果发现11%的样本都存在有支原体污染。
Hogenesch告诉我们，样本分析中，支原体存在水平较高的研究项目的成果还曾见刊于一些领先的杂志，包括细胞（Cell）、自然（Nature）和美国科学院院报（Proceedings of the National Academy of Sciences）等。虽然支原体污染的存在并不能说明这些研究发现是无效，但是这种细菌却可以影响数百个基因的表达水平，并且通过与细胞竞争营养物质而阻碍细胞的生长。此外，在一组感染了支原体的淋巴瘤细胞中，Hogenesch和Olarerin-George发现并鉴定了61个被支原体所改变的基因。目前，这些工作的可以在 BioRxiv 生物预印本网站上看到，并且他们计划很快将他们的发现提交给同行评审期刊。Hogenesch说，如果查过十分之一的细胞被污染的话，重复实验和更换细胞所花费的时间和资源将会导致数亿美元的损失。
Hans Drexler，来自德国菌种保藏中心的临床科学家认为，支原体污染是“草率操作”的结果，支原体是不会凭空出现的，它们都是被人带入细胞培养中。对于如此多的细胞存在污染，他并不感到惊讶。在2010-2013年间他的实验室收到的人急性白血病和淋巴瘤细胞中约有10%存在有支原体污染，相比较于20世纪90年代初的感染率25%来说已经算是一种进步。
Drexler认为，支原体的持续存在是由于细胞研究中的“黑市交易”，研究者们总是随意地共享细胞培养液。他估计通过这种来源获得的细胞中10%的存在支原体污染，而官方供应商提供的细胞则不存在支原体污染。为了解决这个问题，Drexler建议实验室可以多花些钱从信誉良好的销售渠道那购买细胞系，并且对已有的细胞系进行支原体的检测。
Hogenesch说：“我们必须持续保持警惕，清除已污染支原体的细胞，同时完全地消灭细菌。”
以上John Hogenesch和Anthony Olarerin-George的研究报道用真实的数据向我们展示了支原体污染的广泛存在和对科学研究的影响。作为细胞领域的研究者，我们必须提高警惕，重视支原体污染的存在。采取有效的措施检测支原体，并对于存在的支原体进行处理，尽可能地消除它的存在，以致于得到状态良好的细胞和真实可靠的研究成果。
目前，对于支原体的清除，我们可使用抗支原体药物——SaveItTM抗支原体试剂。汉恒生物（www.hanbio.net）推出的SaveItTM抗支原体试剂能够在不影响细胞状态的前提下能够有效的清除支原体污染，从而使一些珍贵的细胞受到支原体污染之后能够得到挽救。SaveItTM抗支原体试剂自推出以来，已被广泛地用于细胞培养，得到了广大科研工作者的认可。若想了解详情，可点击网址：http://www.hanbio.net/products/item/62。
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文章中Hogenesch和Olarerin-George的研究成果目前可以在 BioRxiv 网站上查看。
网址：http://biorxiv.org/content/early/2014/07/11/007054）
ABSTRACT
Mycoplasmas are notorious contaminants of cell culture and can have profound effects on host cell biology by depriving cells of nutrients and inducing
global changes in gene expression. Because they are small, they can escape filtration in culture media. Because they lack cell walls, they are resistant to
commonly used antibiotics. Over the last two decades, sentinel testing has revealed wide-ranging contamination rates in mammalian culture. To obtain
an unbiased assessment from hundreds of labs, we analyzed sequence data from 9395 rodent and primate samples from 884 series (or projects) in
the NCBI Sequence Read Archive. We found 11% of these series were contaminated (defined as ≥ 100 reads/million mapping to mycoplasma in
one or more samples). Ninety percent of mycoplasma-mapped reads aligned to ribosomal RNA. Interestingly, series using poly(A)-selection, which
should bias against mycoplasma detection, had comparable contamination rates as non-poly(A)-selected series. We also examined the relationship
between mycoplasma contamination and host gene expression in a single cell RNA-seq dataset and found 61 host genes (P < 0.001) were significantly
associated with mycoplasma-mapped read counts. Lastly, to estimate the potential economic cost of this widespread contamination, we queried
NIH RePORTER to find grants with the terms ?cell culture? or ?cell lines?. Funding for these totaled over $3 billion, suggesting hundreds of millions
of dollars in research are potentially affected. In all, this study suggests mycoplasma contamination is still prevalent today and poses substantial risk
to research quality, with considerable financial consequences.
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