胰腺癌的三维培养系统有可能改变治疗方法
胰腺癌是最致命的癌症之一,只有6%的患者在确诊后存活5年。冷泉港实验室(CSHL)和Lustgarten基金会联合宣布开发了一种新的模型系统,可以在实验室中生长正常和癌变的胰腺细胞。
他们的工作有可能改变胰腺癌研究的方式,使科学家能够在寻找新的药物靶点的同时,探究导致这种毁灭性疾病的途径。
在《细胞》杂志上发表的研究成果中,研究小组描述了一种用于胰腺癌的三维“类器官”培养系统。由CSHL教授兼Lustgarten基金会研究主任David Tuveson和Hubrecht研究所教授兼主任兼荷兰皇家艺术与科学院院长Hans Clevers共同领导的团队开发了一种方法,不仅从实验室小鼠模型中生长胰腺组织,而且从人类患者组织中生长胰腺组织,为未来的个性化治疗方法提供了一条途径。
所有癌症研究都依赖于稳定的细胞供应——包括正常细胞和癌变细胞——这些细胞可以在实验室中培养。通过比较正常细胞和癌细胞,科学家们就能确定导致疾病的变化。然而,这两种类型的胰腺细胞在实验室中培养非常困难。
此外,能够发展成胰腺癌的正常导管细胞约占胰腺细胞的10%,这使得精确定位肿瘤发展过程中发生的变化变得更加复杂。到目前为止,科学家们还完全无法在标准实验室条件下培养人类正常的导管胰腺细胞。由于这些限制,大多数胰腺癌研究依赖于基因工程的疾病小鼠模型,这可能需要长达一年的时间来生成。Tuveson解释说:“随着这一进展,我们现在能够培养小鼠和人类的类器官,为我们对抗胰腺癌提供了一个非常强大的工具。”
类器官完全由导管细胞组成,消除了经常污染胰腺样本的周围细胞类型。它们在一种复杂的凝胶状物质中以空心球体的形式生长,这种物质充满了生长诱导因子和连接纤维。一旦它们长到足够大,这些类器官就可以被移植回小鼠体内,在那里它们可以完全重现胰腺癌。Tuveson博士指导的CSHL Lustgarten基金会胰腺癌研究实验室的主要作者之一Hwang Chang-Il博士说:“我们现在有了疾病发展的每个阶段的模型。”
传统上,癌细胞是在手术或尸检时分离出来的。不幸的是,大约85%的癌症患者在诊断时不适合手术,要么是因为肿瘤缠绕在关键的血管中,要么是因为疾病进展得太严重。因此,研究人员获得患者样本的途径有限。
这项新研究为科学家提供了一种从活检材料中培养类器官的方法,这种材料相对容易获得。“活组织检查是诊断的标准,”该论文的主要作者丹妮尔·恩格尔博士说。“我们现在可以从任何患者身上快速生成类器官,这为我们在更广泛的人群中研究这种疾病提供了可能。”
该团队目前正在与美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)合作,建立一个胰腺肿瘤样本库。Tuveson说:“我们希望整个胰腺癌研究界都能使用这种方法。”此外,该论文的另一位主要作者林赛·贝克(Lindsey Baker)博士已经开始为其他研究人员开办“类器官学校”,并已经向来自世界各地的六个实验室教授了这项技术。