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个性化治疗的理想研究模型:原代肿瘤细胞

【字体: 时间:2020年05月25日 来源:基因有限公司

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  和细胞系比起来,从病人组织分离下来的原代肿瘤细胞不经过任何转化、改造,和永生肿瘤细胞系比起来,原代肿瘤细胞的生理状态更加接近细胞在体内的环境,而且和体内动物模型相比起来更容易建立。

永生肿瘤细胞系 (immortalized cancer cell lines),如HeLa, A549,HepG2等,是肿瘤研究的常用体外 (in vitro) 模型,具有容易获得,能快速扩增,培养难度低的优点。但是,这种看似带来巨大方便的模型 ,却成为抗肿瘤药物治疗“从实验室到病床”转化的巨大障碍[1]。

1. 永生肿瘤细胞系无法准确代表肿瘤体内状态

首先,永生肿瘤细胞系在建立过程中,会通过病毒,端粒酶逆转录酶等方法引入致癌基因,从而使细胞获得永生能力[2]。而且,细胞在多次传代中,其生理状态也会为了适应体外培养环境而发生改变。因此,永生肿瘤细胞系基因组在长期体外培养过程中累积了大量基因突变,所以无法准确反映、代表肿瘤细胞的体内状态。

2. 永生肿瘤细胞系无法反映肿瘤异质性

细胞系都是由单一族群细胞组成的,无法反映肿瘤的异质性。研究表明,肿瘤组织并不是由单一的细胞组成的,而是包含了不同族群的细胞。而肿瘤的异质性对抗癌药物效果也起着关键的决定因素[3],近年来也越来越多人关注肿瘤的异质性,并延伸出了相应的学科,如肿瘤微环境,个性化治疗等。


图1:肿瘤异质性,肿瘤细胞是由不同种类的细胞组成的,包括健康细胞,良性肿瘤细胞和恶性肿瘤细胞。

因此,和细胞系比起来,从病人组织分离下来的原代肿瘤细胞不经过任何转化、改造,和永生肿瘤细胞系比起来,原代肿瘤细胞的生理状态更加接近细胞在体内的环境,而且和体内动物模型相比起来更容易建立,近年来被众多实验室选择为肿瘤治疗和个性化治疗研究的模型[1]。

目前*常用的方法都是把肿瘤组织被消化成单个细胞后,把原代肿瘤细胞培养在组织特定的完全培养基中。但是这种完全培养基会容易导致良性细胞过度生长,恶性细胞逐渐丢失。不仅如此,不同亚群的肿瘤细胞也会在培养过程中慢慢丢失,使细胞类型被“同化”,*终无法反映肿瘤的异质性。


图2:常用原代肿瘤细胞培养方法[1]。

3. PromoCell原代肿瘤细胞培养系统

具有30年细胞生物经验的PromoCell所推出的原代肿瘤细胞培养系统 (Primary cancer culture system) ,取代了传统方法中使用的完全培养基,用于培养肿瘤组织中分离下来的原代肿瘤细胞。

PCCS培养系统和传统原代肿瘤细胞培养方法相比,有以下优势:

1. 选择性地支持恶性细胞生长,抑制良性细胞如基质细胞,成纤维细胞的生长;
2. 不同亚型的恶性肿瘤细胞会被保留,从而真实反应肿瘤的异质性;
3. 实现原代肿瘤细胞的长期培养;
4. 支持不同来源的实体肿瘤组织;
5. 实验操作简单,不需要复杂技术。


图4:PromoCell的原代肿瘤细胞培养系统实验流程图。

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Ref:
[1] Mitra A, Mishra L, Li S. Technologies for deriving primary tumor cells for use in personalized cancer therapy. Trends Biotechnol. 2013;31(6):347‐354. doi:10.1016/j.tibtech.2013.03.006
[2] Irfan Maqsood, M., Matin, M.M., Bahrami, A.R. and Ghasroldasht, M.M. (2013), Immortality of cell lines: challenges and advantages of establishment. Cell Biol Int, 37: 1038-1045. doi:10.1002/cbin.10137
[3] https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMe1200656

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