原因几何？数十万篇科研文章结果竟难以重复

　　生物学和技术变异可以影响研究的可重复性，但大多数重点是去除后者。近期，耶鲁大学医学院Aebersold及刘延盛共同通讯在Nature Biotechnology在线发表题为“Multi-omic measurements of heterogeneity in HeLa cells across laboratories”的研究论文，该论文使用系统生物学的方法研究HeLa细胞系中生物变异的影响。研究人员确定了来自13个国际实验室的14个HeLa原液样品的分子和表型变异程度。

　　在均匀条件下培养细胞，并在每个细胞系中分析全基因组拷贝数，mRNA，蛋白质和蛋白质周转率，发现HeLa变体之间存在显著的异质性。基因组变异对转录组，蛋白质组和蛋白质转换概况具有复杂的非线性影响，并且蛋白质型模式解释了不同细胞系对沙门氏菌感染的不同表型反应。这些发现对人类培养细胞获得的研究结果的解释和再现性具有重要意义。 结果突出了常用人类癌细胞系的生物学复杂性，并为讨论如何报告和解释从这些系获得的实验数据提供了重要依据。

　　许多技术因素可能导致重复性差，但生物系统固有的复杂性也是一个重大挑战。基因组和环境干扰对细胞或生物的分子构成和表型反应的影响，以及遗传上不同的细胞或生物如何对相同的扰动作出反应仍然是未知的。

来自不同实验室的HeLa细胞系显示出不同的和不断发展的基因型

　　科学家使用的细胞系中有20％到36％被污染或被错误识别  -作为人体组织细胞的研究，实际上来自猪，大鼠或小鼠，或者其中所需的人类细胞被未知的其他细胞污染。 涉及的一种细胞系是HeLa细胞： 这些癌症宫颈细胞  -以Henrietta Lacks的名字命名，它们在20世纪50年代初期首次被培养  -在实验室中无处不在，然而， 事实证明，它们会污染与它们接触的各种细胞，尤其是HEp-2和INT 407，现在已经被HeLa细胞污染，这意味着正在研究HEp-2和INT 407的科学家，实际上可能正在研究HeLa细胞。

HeLa细胞的蛋白质型与表型紧密相关

　　最近的几项研究突出了人类癌症细胞系中的问题，例如细胞系错误识别，交叉污染和不良注释，这些问题可能会削弱实验室之间从这些细胞系获得的结果的可重复性。因此，已提出短串联重复序列和单核苷酸多态性谱来鉴定细胞。然而，基因型变异性在不同实验室培养的相同细胞系中诱导蛋白质型和表型变异的程度尚不清楚。最近的一份报告显示，由于对培养条件高度敏感的阳性克隆选择，癌细胞系可能会经历快速的遗传多样化。在这种情况下，即使仔细的实验也无法保证研究结果的可重复性。

跨实验室的HeLa细胞系之间的异质转录组，蛋白质组和蛋白质转换谱

　　HeLa细胞是人类癌症细胞的重要实例，其广泛影响了生物学研究。超过100000种出版物使用或直接引用HeLa细胞。然而，由于在实验室之间传代和转移期间广泛的基因组不稳定性，据报道HeLa细胞含有大量基因组变体。目前广泛使用的HeLa变体包括“原始”HeLa细胞系HeLa CCL2，从早期HeLa培养物中分离出的第三个克隆HeLa S3（也称为CCL2.2），和HeLa Kyoto。然而，关于这种基因组变异如何影响实验室之间不同HeLa菌株的蛋白质组或细胞表型，库存衍生系中连续传代对其分子构成的影响，以及这些将如何影响生物学研究结果，知之甚少。

HeLa传代的基因表达比较

　　这里，研究人员对从13个实验室收集的HeLa细胞系变体进行系统分析，以研究这些细胞系的生物学变异。 研究人员使用SWATH（sequential-window acquisition of all theoretical fragments，所有理论片段的顺序窗口采集）质谱（SWATH-MS）来量化稳态蛋白质谱，并将这些与拷贝数谱，转录物谱，表型特征（如细胞倍增时间和对沙门氏菌感染的可变反应），蛋白质周转率相关联。 结果突出了常用人类癌细胞系的生物学复杂性，并为讨论如何报告和解释从这些系获得的实验数据提供了重要依据。

　　参考信息：

　　https://www.nature.com/articles/s41587-019-0037-y#auth-1