生物學(xué)和技術(shù)變異可以影響研究的可重復(fù)性，但大多數(shù)重點(diǎn)是去除后者。近期，耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院Aebersold及劉延盛共同通訊在Nature Biotechnology在線發(fā)表題為“Multi-omic measurements of heterogeneity in HeLa cells across laboratories”的研究論文，該論文使用系統(tǒng)生物學(xué)的方法研究HeLa細(xì)胞系中生物變異的影響。研究人員確定了來(lái)自13個(gè)國(guó)際實(shí)驗(yàn)室的14個(gè)HeLa原液樣品的分子和表型變異程度。

　　在均勻條件下培養(yǎng)細(xì)胞，并在每個(gè)細(xì)胞系中分析全基因組拷貝數(shù)，mRNA，蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)率，發(fā)現(xiàn)HeLa變體之間存在顯著的異質(zhì)性?；蚪M變異對(duì)轉(zhuǎn)錄組，蛋白質(zhì)組和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換概況具有復(fù)雜的非線性影響，并且蛋白質(zhì)型模式解釋了不同細(xì)胞系對(duì)沙門(mén)氏菌感染的不同表型反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)人類培養(yǎng)細(xì)胞獲得的研究結(jié)果的解釋和再現(xiàn)性具有重要意義。 結(jié)果突出了常用人類癌細(xì)胞系的生物學(xué)復(fù)雜性，并為討論如何報(bào)告和解釋從這些系獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供了重要依據(jù)。

　　許多技術(shù)因素可能導(dǎo)致重復(fù)性差，但生物系統(tǒng)固有的復(fù)雜性也是一個(gè)重大挑戰(zhàn)?；蚪M和環(huán)境干擾對(duì)細(xì)胞或生物的分子構(gòu)成和表型反應(yīng)的影響，以及遺傳上不同的細(xì)胞或生物如何對(duì)相同的擾動(dòng)作出反應(yīng)仍然是未知的。

來(lái)自不同實(shí)驗(yàn)室的HeLa細(xì)胞系顯示出不同的和不斷發(fā)展的基因型

　　科學(xué)家使用的細(xì)胞系中有20％到36％被污染或被錯(cuò)誤識(shí)別 - 作為人體組織細(xì)胞的研究，實(shí)際上來(lái)自豬，大鼠或小鼠，或者其中所需的人類細(xì)胞被未知的其他細(xì)胞污染。 涉及的一種細(xì)胞系是HeLa細(xì)胞： 這些癌癥宮頸細(xì)胞 - 以Henrietta Lacks的名字命名，它們?cè)?0世紀(jì)50年代初期首次被培養(yǎng) - 在實(shí)驗(yàn)室中無(wú)處不在，然而， 事實(shí)證明，它們會(huì)污染與它們接觸的各種細(xì)胞，尤其是HEp-2和INT 407，現(xiàn)在已經(jīng)被HeLa細(xì)胞污染，這意味著正在研究HEp-2和INT 407的科學(xué)家，實(shí)際上可能正在研究HeLa細(xì)胞。

HeLa細(xì)胞的蛋白質(zhì)型與表型緊密相關(guān)

　　最近的幾項(xiàng)研究突出了人類癌癥細(xì)胞系中的問(wèn)題，例如細(xì)胞系錯(cuò)誤識(shí)別，交叉污染和不良注釋，這些問(wèn)題可能會(huì)削弱實(shí)驗(yàn)室之間從這些細(xì)胞系獲得的結(jié)果的可重復(fù)性。因此，已提出短串聯(lián)重復(fù)序列和單核苷酸多態(tài)性譜來(lái)鑒定細(xì)胞。然而，基因型變異性在不同實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的相同細(xì)胞系中誘導(dǎo)蛋白質(zhì)型和表型變異的程度尚不清楚。最近的一份報(bào)告顯示，由于對(duì)培養(yǎng)條件高度敏感的陽(yáng)性克隆選擇，癌細(xì)胞系可能會(huì)經(jīng)歷快速的遺傳多樣化。在這種情況下，即使仔細(xì)的實(shí)驗(yàn)也無(wú)法保證研究結(jié)果的可重復(fù)性。

　　跨實(shí)驗(yàn)室的HeLa細(xì)胞系之間的異質(zhì)轉(zhuǎn)錄組，蛋白質(zhì)組和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換譜

　　HeLa細(xì)胞是人類癌癥細(xì)胞的重要實(shí)例，其廣泛影響了生物學(xué)研究。超過(guò)100000種出版物使用或直接引用HeLa細(xì)胞。然而，由于在實(shí)驗(yàn)室之間傳代和轉(zhuǎn)移期間廣泛的基因組不穩(wěn)定性，據(jù)報(bào)道HeLa細(xì)胞含有大量基因組變體。目前廣泛使用的HeLa變體包括“原始”HeLa細(xì)胞系HeLa CCL2，從早期HeLa培養(yǎng)物中分離出的第三個(gè)克隆HeLa S3（也稱為CCL2.2），和HeLa Kyoto。然而，關(guān)于這種基因組變異如何影響實(shí)驗(yàn)室之間不同HeLa菌株的蛋白質(zhì)組或細(xì)胞表型，庫(kù)存衍生系中連續(xù)傳代對(duì)其分子構(gòu)成的影響，以及這些將如何影響生物學(xué)研究結(jié)果，知之甚少。

HeLa傳代的基因表達(dá)比較

　　這里，研究人員對(duì)從13個(gè)實(shí)驗(yàn)室收集的HeLa細(xì)胞系變體進(jìn)行系統(tǒng)分析，以研究這些細(xì)胞系的生物學(xué)變異。 研究人員使用SWATH（sequential-window acquisition of all theoretical fragments，所有理論片段的順序窗口采集）質(zhì)譜（SWATH-MS）來(lái)量化穩(wěn)態(tài)蛋白質(zhì)譜，并將這些與拷貝數(shù)譜，轉(zhuǎn)錄物譜，表型特征（如細(xì)胞倍增時(shí)間和對(duì)沙門(mén)氏菌感染的可變反應(yīng)），蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)率相關(guān)聯(lián)。 結(jié)果突出了常用人類癌細(xì)胞系的生物學(xué)復(fù)雜性，并為討論如何報(bào)告和解釋從這些系獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供了重要依據(jù)。