在用于研究的細(xì)胞中常用抗生素可能會(huì)扭曲測(cè)試
在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)細(xì)胞時(shí),研究人員經(jīng)常添加抗生素以防止污染。但加州大學(xué)舊金山分校的一項(xiàng)新研究為這一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐提出了一個(gè)紅旗,發(fā)現(xiàn)它可以誘導(dǎo)細(xì)胞中無(wú)意的遺傳變化并扭曲測(cè)試結(jié)果。這些變化可能特別涉及藥物基因組學(xué)實(shí)驗(yàn),研究人體細(xì)胞如何對(duì)藥物作出反應(yīng),這是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的重要組成部分。
藥學(xué)院生物工程學(xué)教授Nadav Ahituv博士和2017年8月8日發(fā)表在Scientific Reports上的論文的高級(jí)作者并沒(méi)有著手挑戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室方案。但正如科學(xué)中的情況一樣,一個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致了另一個(gè)問(wèn)題。
抗生素和基因表達(dá),基因調(diào)控
Ahituv實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究領(lǐng)域是遺傳變異如何影響我們對(duì)藥物的反應(yīng)。最近,他的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)利福平是一種治療結(jié)核病和其他感染的常用抗生素,可引起人體肝細(xì)胞中基因和調(diào)節(jié)元件表達(dá)的顯著變化。
“當(dāng)我們進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí),我在思考:我們一直在細(xì)胞培養(yǎng)中使用抗生素處理細(xì)胞,沒(méi)有人研究這可能會(huì)如何影響基因表達(dá)和基因調(diào)控,”Ahituv說(shuō)。
他和這項(xiàng)研究的第一作者,研究生Ann Hane Ryu設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),他們比較了一種人體肝細(xì)胞系HepG2,它是否含有標(biāo)準(zhǔn)抗生素混合物,PenStrep,青霉素和鏈霉素的組合。Ahituv說(shuō),他們選擇了肝細(xì)胞,因?yàn)楦闻K有助于清除體內(nèi)異物,對(duì)藥物反應(yīng)最敏感。
他們讓細(xì)胞生長(zhǎng)三周并對(duì)其進(jìn)行分析,以確定編碼和非編碼DNA的變化。
他們發(fā)現(xiàn)209個(gè)基因的表達(dá)發(fā)生了改變,特別是與藥物和應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)的基因。這些包括已知參與細(xì)胞凋亡和未折疊蛋白反應(yīng)的基因的更高表達(dá)。
Ahituv說(shuō),特別值得關(guān)注的是,一些受影響的基因是轉(zhuǎn)錄因子,它們可以反過(guò)來(lái)控制許多其他基因的表達(dá)。
他們還發(fā)現(xiàn)超過(guò)9,500個(gè)基因調(diào)控元件的變化,這是我們98%的非編碼基因組的一部分。這些調(diào)節(jié)元件位于參與細(xì)胞分化,核酸酶活性和tRNA修飾的基因附近。
系統(tǒng)研究抗生素的作用
Ahituv認(rèn)為這是第一項(xiàng)使用基因組工具系統(tǒng)研究抗生素對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)的影響的研究。Ahituv說(shuō),研究人員之前曾提出過(guò)擔(dān)憂(yōu),“但他們認(rèn)為這更像是一個(gè)成本效益問(wèn)題,他們更擔(dān)心的是污染,??而不是對(duì)他們的實(shí)驗(yàn)有影響。”
他希望這項(xiàng)研究可以作為其他研究人員的一個(gè)警告,考慮到抗生素的作用,甚至可能檢查實(shí)驗(yàn)室中的其他變量 - 如生長(zhǎng)培養(yǎng)基和引擎蓋溫度 - 可能無(wú)意中影響實(shí)驗(yàn)。
與此同時(shí),Ahituv對(duì)這一新發(fā)現(xiàn)并不是危言聳聽(tīng)。他說(shuō),在我們整個(gè)基因組的大約20,000個(gè)基因中,209個(gè)基因的表達(dá)變化是一個(gè)相對(duì)較小的影響。
“所以209不是一個(gè)很大的數(shù)字,但我認(rèn)為了解這些基因的身份并知道他們?cè)谧鍪裁春苤匾?rdquo;他說(shuō)。“例如,如果你做一項(xiàng)研究,并且你看到某種基因表達(dá)得非常高,那么它可能與研究無(wú)關(guān),而是因?yàn)槟阏诮邮芸股刂委煛?rdquo;
他建議研究藥物反應(yīng)的研究人員避免使用抗生素,而是采取其他預(yù)防措施來(lái)防止污染。“對(duì)我們來(lái)說(shuō),根據(jù)這些結(jié)果,從現(xiàn)在開(kāi)始,如果我們不需要使用抗生素,我們就不會(huì)使用抗生素。”
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