在用于研究的細胞中常用抗生素可能會扭曲測試
在實驗室培養(yǎng)細胞時,研究人員經(jīng)常添加抗生素以防止污染。但是加州大學舊金山分校的一項新研究提出了一個反對這一標準做法的紅旗,發(fā)現(xiàn)它可以誘導細胞中無意的遺傳變化并扭曲測試結(jié)果。這些變化可能特別涉及藥物基因組學實驗,研究人體細胞如何對藥物作出反應,這是精準醫(yī)學的重要組成部分。藥學院生物工程學教授Nadav Ahituv博士和2017年8月8日發(fā)表在Scientific Reports上的論文的高級作者并沒有著手挑戰(zhàn)標準實驗室方案。但正如科學中的情況一樣,一個問題導致了另一個問題。
抗生素和基因表達,基因調(diào)控
Ahituv實驗室的一個研究領(lǐng)域是遺傳變異如何影響我們對藥物的反應。最近,他的實驗室發(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,可引起人體肝細胞中基因和調(diào)節(jié)元件表達的顯著變化。“當我們進行這項實驗時,我在思考:我們一直在細胞培養(yǎng)中使用抗生素處理細胞,沒有人研究這可能會如何影響基因表達和基因調(diào)控,”Ahituv說。
他和這項研究的第一作者Ann Hane Ryu設(shè)計了一個簡單的實驗,他們比較了一種人體肝細胞系HepG2,它是否含有標準抗生素混合物,PenStrep,青霉素和鏈霉素的組合。Ahituv說,他們選擇了肝細胞,因為肝臟有助于清除體內(nèi)的異物,對藥物反應最敏感。
他們讓細胞生長三周并對其進行分析,以確定編碼和非編碼DNA的變化。
他們發(fā)現(xiàn)209個基因的表達發(fā)生了改變,特別是與藥物和應激反應相關(guān)的基因。這些包括已知參與細胞凋亡和未折疊蛋白反應的基因的更高表達。
Ahituv說,特別值得關(guān)注的是,一些受影響的基因是轉(zhuǎn)錄因子,它們可以反過來控制許多其他基因的表達。
他們還發(fā)現(xiàn)了超過9,500個基因調(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認為這是第一項使用基因組工具系統(tǒng)研究抗生素對細胞培養(yǎng)的影響的研究。Ahituv說,研究人員之前曾提出過擔憂,“但他們認為這更像是一個成本效益問題,他們更擔心的是污染,??而不是對他們的實驗產(chǎn)生影響。”
他希望這項研究能夠作為其他研究人員的一個警告,考慮到抗生素的作用,甚至可能檢查實驗室中的其他變量 - 如生長培養(yǎng)基和引擎蓋溫度 - 可能無意中影響實驗。
與此同時,Ahituv對這一新發(fā)現(xiàn)并不是危言聳聽。他說,在我們整個基因組的大約20,000個基因中,209個基因表達的變化是一個相對較小的影響。“所以209不是一個很大的數(shù)字,但我認為了解這些基因的身份并了解他們正在做什么非常重要,”他說。“例如,如果你做一項研究,并且你看到某種基因表達得非常高,那么它可能與研究無關(guān),而是因為你正在接受抗生素治療。”
他建議研究藥物反應的研究人員避免使用抗生素,而是采取其他預防措施防止污染。“對我們來說,根據(jù)這些結(jié)果,從現(xiàn)在開始,如果我們不需要使用抗生素,我們就不會使用抗生素。”
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