培养皿中的多数癌细胞与人体癌细胞几乎没有共同之处
发布日期：2023-10-24约翰霍普金斯大学医学科学家报告说，为了寻找或改进癌症实验室研究模型，以便更好地与活人发生的情况进行比较，他们开发了一种新的基于计算机的技术，表明在培养皿中生长的人类癌细胞，在基因上最不相似到他们的人力资源。
他们说，这一发现应该有助于将更多资源集中在癌症研究模型上，例如基因工程小鼠和被称为“类瘤”的人体组织3D球，以更好地评估人类癌症生物学和治疗方法，以及导致癌症生长和进展的遗传错误。
“对于科学家来说，癌细胞系在遗传上不如其他模型可能并不令人惊讶，但我们很惊讶基因工程小鼠和类肿瘤相比之下表现得如此出色，”副教授帕特里克卡汉博士说。约翰霍普金斯大学和约翰霍普金斯大学医学院的生物医学工程，以及这项新研究的首席研究员。
这项名为CancerCellNet的新技术，使用计算机模型将研究模型的RNA序列、与来自癌症基因组图谱的数据进行比较，以比较这两组数据的匹配程度。研究人员发现，平均而言，基因工程小鼠和类肿瘤的RNA序列与他们测试的每5种肿瘤类型中的4种（包括乳腺癌、肺癌和卵巢癌）的基因组图谱基线数据最接近。
研究人员表示，他们的工作进一步证明，由于人体细胞的自然环境和实验室生长环境之间存在复杂的差异，因此在实验室中培养的癌细胞系、与其人类来源的平等性较低。“一旦你将肿瘤从它们的自然环境中取出，细胞系就会开始改变，”卡汉说。
世界各地的科学家，依靠一系列研究模型，来提高他们对癌症和其他疾病生物学的理解，并开发针对疾病的治疗方法。最广泛使用的癌症研究模型，是通过从人类肿瘤中提取细胞并在实验室烧瓶中、用各种营养物质培养它们来创建的细胞系。
研究人员还使用经过基因工程改造的小鼠，来发展癌症。在其他情况下，他们将人类肿瘤植入小鼠体内，这一过程称为异种移植，或使用类瘤。为了评估这些研究模型中的任何一个、与人类可能发生的情况的一致性，科学家们经常将实验室培养的细胞，或来自类瘤或异种移植物的细胞移植到小鼠体内，并观察这些细胞是否表现得像它们应该的那样——即生长和扩散并保留癌症的遗传特征。
然而，约翰霍普金斯大学的研究人员表示，这个过程昂贵、耗时且具有科学挑战性。
新工作的目标是开发一种计算方法，以不那么繁琐和准确的方式评估研究模型。关于这项工作的报告发表在GenomeMedicine上，研究人员已经为他们命名的CancerCellNet申请了一项临时专利。这项新技术基于有关细胞RNA的遗传信息、类似于DNA的化学分子串、和用于将DNA转化为蛋白质制造的一组中间指令细胞。
“RNA是细胞类型和细胞身份的一个很好的替代物，这是确定实验室开发的细胞是否与人类对应物相似的关键，”Cahan说。“RNA表达数据非常标准化，可供研究人员使用，并且较少受到可能混淆研究结果的技术变化的影响。”
他们还测试了他们的CancerCellNet工具，将其应用于已知肿瘤类型的数据，例如来自国际人类基因组测序联盟的数据。他指出，在该研究的一个例子中，来自名为PC3的细胞系的前列腺癌细胞在遗传上、开始看起来更像膀胱癌。他说，也有可能细胞系最初标记不正确，或者它实际上可能来自膀胱癌。
但最重要的是，从遗传的角度来看，前列腺癌细胞系并不是典型的前列腺癌患者的替代物。Cahan说，他和他的团队将添加额外的RNA测序数据，以提高CancerCellNet的可靠性。
