条件重编程:对Richard Schlegel博士关于癌细胞生长的采访

一个NCI癌症趋势博客,由Richard Schlegel博士撰写,讨论条件重编程,一种快速生长的正常细胞和肿瘤细胞的新细胞培养技术。使用条件重编程技术从人类肿瘤样本中生长出的胶质母细胞瘤细胞的

染色体。

荣誉:国家癌症研究所

在一月份,研究人员在实验室中公布了一种从患者样本中生长正常细胞和肿瘤细胞的新方法的完整方案。这项技术被称为条件重编程,最早是在2012年开发出来的,它是一种建立细胞培养并使细胞无限期存活的新方法。

Richard Schlegel,医学博士,乔治敦大学医学中心细胞重编程中心主任,讨论了他共同开发的方法,以及它在癌症研究中的应用。

什么是条件重编程

条件重编程(CR)是一种细胞培养技术,可用于快速有效地从正常细胞和疾病细胞(包括肿瘤细胞)建立患者源性细胞培养。有了这项技术,我们可以在一周内培育出一百万个新细胞,并在需要的时候保持它们的存活。这种方法也可以应用于动物模型,包括小鼠、大鼠、雪貂、狗、马,甚至鱼。

为什么能够培养来自病人的细胞很重要

大多数现有的肿瘤细胞系不能模拟特定患者肿瘤细胞中观察到的精确的基因、分子和表型变化。我们的方法是精确医学的完美定义。它允许病人肿瘤的扩大,从而使识别这些细胞中的特定突变和筛选对药物敏感的细胞成为可能。

这种方法在实践中是如何工作的

技术相对简单。它包括用受辐射的小鼠细胞和一种被称为Rho激酶(ROCK)抑制剂的化合物培养病人样本中的细胞。尽管CR方法相对简单,但使用该技术的实验室需要了解如何将受照射的小鼠细胞与患者的肿瘤细胞一起培养。我们已经培训了近50个实验室如何使用CR.

为什么这种技术被称为条件重编程

我们称该方法为条件重编程有两个原因。首先,当正常的上皮细胞从标准细胞培养基条件转移到CR细胞条件下时,这些细胞会被快速地重新编程,从而呈现出成人干细胞的特征,正如我们在2012年报告的那样。在这一过程中,细胞变得不那么分化,并开始迅速分裂。

第二,当未分化和干样的细胞被转移到模拟体内环境的条件下,它们恢复到正常的分化状态,并组织成与它们来源的组织相似的结构。因此,重新编程是可逆的或有条件的。

您的新出版物包括什么

我们刚刚在Nature Protocols中发布的摘要提供了执行该技术的详细而具体的说明。这一更新的方法描述了对取得成功结果至关重要的几个步骤,以及允许非上皮细胞生长的一些小的改变,如神经、神经内分泌、内分泌细胞的生长,和间充质来源。

在癌症研究中使用条件重编程有什么好处

CR的最大优点是它能快速有效地从患者组织样本中扩增细胞培养物。这使得研究人员能够快速筛选肿瘤对抗癌药物或免疫疗法的敏感性,从而为临床应用提供足够的信息。例如,我们使用重新编程的细胞从病人的肺肿瘤中展开活组织检查,并在一周内使用培养的细胞来确定病人的成功治疗。

这项技术还可以产生大量的细胞,用于其他病人来源的癌症模型,如异种移植模型和器官培养。最后,CR方法可用于扩大良性或潜在的癌前病变,这是患者来源的异种移植模型无法实现的。这可能有助于研究人员调查癌症发生的最早变化。

癌症研究人员如何使用条件重编程到目前为止?”

癌症研究者主要集中在两个方面的方法。首先是培养肿瘤细胞,以便筛选对抗癌药物的反应。第二个是基础科学研究,定义癌症患者和动物模型肿瘤细胞的遗传、表观遗传、生化和代谢变化。

这种方法在新兴的精密医学领域有应用吗

在精密医学中对铬的应用肯定有令人兴奋的可能性。该方法被《精确医学倡议》(Precision Medicine Initiative)在肿瘤学中引用,作为开发用于研究的新实验室模型的一种方法。此外,CR还被用于识别肺癌潜在的新药物组合和识别对治疗的耐药分子途径。目前,研究人员正在一项临床试验中使用CR来测试胰腺癌患者的个体化治疗。

“KDSP”某些类型的癌症或正常细胞比其他类型更容易生长吗

实际上,大多数肿瘤细胞类型都可以用CR生长。随着我们在新论文中描述的适应,神经、神经内分泌和基质等非上皮来源的肿瘤可以繁殖。然而,我们还不能传播血液恶性肿瘤。

Richard Schlegel,医学博士,乔治敦大学医学中心

这项技术现在能被广泛采用吗是的。基于这一目标,我们最近参加了一个冷泉港实验室课程,为学生提供教学和湿实验室的方法培训。此外,最近还建立了一些设施,使用铬来产生新的肿瘤细胞培养,包括在博德研究所和杜克大学。

最后,NCI最近宣布了一个资助机会,旨在支持患者衍生癌症模型的生物学比较。这将为包括CR细胞在内的下一代癌症模型的全面比较提供资金。

条件重编程是否捕获了肿瘤的遗传多样性或异质性

而CR技术保留了正常组织(如肺)中细胞类型的异质性,例如在肿瘤中是否存在这种异质性尚不清楚。然而,我们知道,肿瘤细胞培养保留了原发性肿瘤中的特异性基因改变。我们期望未来的研究将能够利用CR来帮助识别孤立肿瘤细胞中的基因变化谱。

开发更好的肿瘤模型NCI和其他一些国际癌症研究组织是人类癌症模型倡议(HCMI)的一部分,HCMI是一个致力于开发新型癌症的联合体人体肿瘤模型。作为这项工作的一部分,NCI正在为两个癌症模型开发中心(CMDC)提供资金和支持。这两个CMDC中心开发的一些癌症模型将用于治疗罕见的和儿童癌症,以及那些更常见于代表人数不足或治疗进展有限的患者