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人类结肠的组织工程模型应改善癌症研究

发表于 2017-12-01

有缺陷的基因是癌症的主要触发因素和驱动因素,我们对这些基因的个人认识越多,我们就越能够以特定于个体患者特定基因启动子的方式预测,追踪和治疗疾病。要做到这一点,研究人员需要尽可能现实的模型。细胞和动物模型有帮助,但是它们不符合组织层面的需要。现在,利用组织工程技术,研究人员创建了一个人类结肠模型,使他们能够识别和追踪驱动结直肠癌从最初的异常肿块到浸润性肿瘤的基因。

组织工程模型使研究人员能够追踪在几周内将结直肠癌从原位转移到浸润性肿瘤的遗传变化。

图片来源:Joyce Chen / Weill Cornell新的“类器官”模型是纽约伊萨卡康奈尔大学,纽约威尔康奈尔医学研究所和其他同事在“ 自然生物技术 ”期刊上发表的研究成果。

康奈尔大学工程学教授Samuel B. Eckert的共同资深作者Michael Shuler说:

“你不能在人体组织上进行非常好的实验,所以拥有一个人体系统,可以让你在受控环境下观察遗传学,这是一个相当强大的技术。”

多年前,科学家开发了一种名为“正向遗传学”的方法来确定哪些遗传变化导致了疾病。常用于果蝇的方法涉及创建随机突变,然后查看哪些突变的基因簇引起疾病特征。

新的结肠模型允许研究人员使用前向遗传学方法筛选触发和驱动结直肠癌的改变的基因。

为了建立模型,研究小组首先从正常的人类结肠组织中删除了细胞 - 但是没有去除将细胞固定到位的分子并使组织形成(细胞外基质)。然后,他们用从癌症患者结肠镜检查中采集的样品收集的细胞以及商业来源重新填充这个剩余的框架。

这个想法是,“再细胞化的结肠模型”创建了一个毫米级的组织微环境,有利于癌症基因的表达。

从原地到数周的入侵

然后,利用一种名为“睡美人转座子系统”的技术,研究团队跟踪了与早期大肠癌相一致的结肠癌模型中发生的遗传变化。

经过多次测试后,研究人员证实该模型确实可以复制大肠癌进展的关键特征。它从原位,局部肿瘤,几周内的侵袭概括了他们。

他们确定了38个基因驱动因子,其中6个与之前没有发生结直肠癌相关。

该模型具有组织的所有关键特征,例如复杂的结构,细胞与细胞外基质之间的相互作用,以及许多不同类型的细胞共同作用。

舒勒教授承认,他们不能像模仿人类大肠癌一样在人体内发生什么样的模仿。然而,这是一个复杂的,以人为本的系统,为研究癌症晚期的关键步骤提供了一种方法,这在以前还没有完成。

德克萨斯州休斯顿卫理公会研究所肿瘤学教授南希·詹金斯(Nancy Jenkins)表示,该模型将有助于满足癌症研究中未满足的需求。

该团队已经可以看到新模型的两个方向。一个是研究与免疫系统的关系,另一个是研究转移 - 细胞从结肠迁移到其他器官,如肝脏。

“我们希望能更好地了解肿瘤转移的遗传学,将会导致更好的分子靶向疗法和/或治疗结肠癌的生物标志物。”

南希詹金斯教授结直肠癌 - 也被称为结肠癌 - 是世界上第三大最常见的癌症,2012年确诊的新病例近140万。

免疫治疗

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