美将人体正常细胞转变成癌细胞组织

2010-11-23 09:31 来源: 中国科学院
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  美国斯坦福大学医学院首次成功地在组织培养皿中将人体正常细胞转变成三维癌细胞组织。该研究成果提供了观察细胞如何分裂和侵入周围组织的全新途径,有助于更好地认识癌症在人体内的行为,同时可望在无需动物实验的情况下进行快速和廉价的抗癌药物测试。研究成果发表在21日出版的《自然·医学》杂志网络版上。

  斯坦福大学医学院皮肤科主任保罗·卡瓦里博士表示,利用动物模式,上述实验通常需要数月的时间才能完成,而现在只需数天。据悉,研究人员的研究重点是上皮细胞,而上皮细胞癌症大约占人类癌症发病率的90%。

  研究人员使用的人体正常细胞取自皮肤、宫颈、食道和咽喉。为让正常细胞发生癌变,他们首先用病毒去影响可导致细胞失控生长的两个已知基因通道,并发现同时更改这两个基因通道是令正常细胞转化的有效途径。

  然后,研究人员将出现初期癌变的上皮细胞植入装有人体其他皮肤成分的组织培养皿中。观察结果显示,上皮细胞首先附着在培养皿内的基膜上,并形成了看上去是正常的三维横截面皮肤;然而在大约6天后,细胞开始出现恶兆性变化,它们穿透了基膜,并侵入下面的基质组织中。

  卡瓦里说:“这反映的是人体肿瘤所发生的自然现象。通常,细胞从早期恶性状态变为侵入性癌症需要数年的时间。只有在这种完好的人体组织模型环境下,细胞变化才会发展得更快。”此外,在对培养出的癌症细胞进行分析后,研究人员发现其形状与人体内自然生长的癌细胞相符。

  利用新开发的癌细胞组织培养皿,研究人员对20种实验性抗癌药物进行了测试,并追踪到3种实验药物能够让上皮细胞停止侵入基膜,显示出它们可成为潜在的候选药物。虽然候选药物能否最终开发成抗癌药物还需要进行优化后用于动物实验,但是利用癌细胞组织培养皿进行先期筛选的手段可以让研究人员缩小选择范围。要强调的是,上述20种抗癌药物中大多数本身不易在动物体进行测试,其原因在于,以它们目前的形态还存在难以管理和毒性等问题。

  三维癌细胞培养环境还显示,基质细胞本身以某种方式促进了癌变上皮细胞的侵入,这些细胞并不需要急剧分裂而达到侵入基膜的目的。

  卡瓦里表示,他们现在能够从不同的人体组织培养出多种肿瘤,获得了可能反映人体肿瘤自然产生现象的新途径。然而他同时指出,新的研究模式没有包含人体其他的生物因素,如免疫系统和新陈代谢。