在能夠引領生物醫(yī)學研究變革的一次主要進展當中,，科學家們發(fā)現一種從癌癥病人身上獲得的正常細胞與同樣來源的腫瘤細胞在實驗室中存活,，而這以前是不可能的,。實驗室中正常細胞通常在有限次分裂之后死亡，而很多常見的癌細胞不可能在體外培養(yǎng)時保持不變,。這種新技術2011年12月21日發(fā)表在《美國病理學期刊》(American Journal of Pathology)雜志上,。
美國喬治敦大學醫(yī)學中心的喬治敦-隆巴爾迪綜合癌癥中心主席Richard Schlegel博士也是該研究的高級研究員，他說,，這種新技術可能是邁向個人化癌癥藥物新時代的一次關鍵性進展,，在再生性醫(yī)學上有著潛在的應用。
他說,，“因為每種腫瘤是獨特的,，這種進展將使得腫瘤學家可能找到合適的治療方法來殺死病人身上的癌癥并且同時讓正常細胞免受毒性傷害。我們能夠直接測試癌細胞對單項化療或組合化療的抗性和化學敏感性,。”
研究小組發(fā)現在實驗室中加入兩種不同的物質到癌細胞和正常細胞中促進它們變成類干細胞(stem-like cell)---制造其他細胞的成體細胞,。
這兩種物質就是Rho激酶(Rho kinase, ROCK)抑制物和成纖維細胞飼養(yǎng)細胞,。Schlegel說，ROCK抑制物有助于阻止細胞運動,，但是不清楚為什么這種試劑開啟干細胞屬性,。美國國家過敏和傳染病研究所Alison McBride博士是Schlegel的合作研究者，他之前已發(fā)現一種ROCK抑制物允許皮膚細胞(角蛋白形成細胞)在實驗室中增殖,，而飼養(yǎng)細胞讓它們存活,。
喬治敦大學研究人員測試了ROCK抑制物和成纖維細胞飼養(yǎng)細胞在非角蛋白形成細胞的上皮細胞---位于腺體和器官表面---中的作用以便觀察它們是否有效。他們發(fā)現需要這兩種物質產生一種戲劇性效果：這些細胞明顯地改變它們的形狀就像是它們退回到類干細胞狀態(tài),。
Schlegel說，“我們測試了乳腺細胞,，它們生長良好,。我們測試了前列腺細胞，它們的生長也是極好的而且也是令人吃驚的,，因為正常情況下,，人們不能在實驗室中培育這些細胞。我們在肺細胞和結腸細胞上也觀察到同樣的事情,，因為它們總是很難培養(yǎng),。”
他說，“總之,，我們發(fā)現我們能夠永久地培養(yǎng)來自同個病人身上的正常細胞和腫瘤細胞,，而之前沒有人能夠實現這點。對大多數器官而言,，正常細胞培養(yǎng)不能在實驗室建立,，因此以前人們不可能直接比較正常細胞和腫瘤細胞。”
Schlegel說,，能夠永生化癌細胞也使得建立基因資料庫可行和有意義,。研究人員進一步發(fā)現這些細胞的類干細胞行為是可逆的。撤除ROCK抑制物迫使這些細胞分化為它們初始時的成體細胞,。Schlegel說,，這種“條件性永生化”應當能夠推動再生醫(yī)學領域的發(fā)展。
然而,，Schlegel說,，這些發(fā)現在醫(yī)學實踐上最為直接的變化就是它們有潛力“引領病理學研究的變革”。他說,，“今天,，病理學家并不研究活著的組織，他們對凍存的或固定和嵌入在石蠟中的活組織進行診斷,。在未來,，病理學家們將能夠建立來自病人的正常細胞和癌細胞的培養(yǎng)物,，并且使用這種技術診斷腫瘤和篩選治療方法，這有著巨大的潛力,。”(生物谷：towersimper編譯)
doi:10.1016/j.ajpath.2011.10.036
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ROCK Inhibitor and Feeder Cells Induce the Conditional Reprogramming of Epithelial Cells
We demonstrate that a Rho kinase inhibitor (Y-27632), in combination with fibroblast feeder cells, induces normal and tumor epithelial cells from many tissues to proliferate indefinitely in vitro, without transduction of exogenous viral or cellular genes. Primary prostate and mammary cells, for example, are reprogrammed toward a basaloid, stem-like phenotype and form well-organized prostaspheres and mammospheres in Matrigel. However, in contrast to the selection of rare stem-like cells, the described growth conditions can generate 2 × 106 cells in 5 to 6 days from needle biopsies, and can generate cultures from cryopreserved tissue and from fewer than four viable cells. Continued cell proliferation is dependent on both feeder cells and Y-27632, and the conditionally reprogrammed cells (CRCs) retain a normal karyotype and remain nontumorigenic. This technique also efficiently establishes cell cultures from human and rodent tumors. For example, CRCs established from human prostate adenocarcinoma displayed instability of chromosome 13, proliferated abnormally in Matrigel, and formed tumors in mice with severe combined immunodeficiency. The ability to rapidly generate many tumor cells from small biopsy specimens and frozen tissue provides significant opportunities for cell-based diagnostics and therapeutics (including chemosensitivity testing) and greatly expands the value of biobanking. In addition, the CRC method allows for the genetic manipulation of epithelial cells ex vivo and their subsequent evaluation in vivo in the same host.
