用於癌症領域研究的新模型！

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谷 君 說

目前癌症領域研究的重點就是對候選基因發生的改變進行功能性的驗證，這些改變均與癌症的進展以及患者對療法的反應直接相關。

用於癌症領域研究的新模型！

文/T.Shen

近年來，科學家們開發出了多種模型來從事癌症領域的研究，本文中，小編對相關研究進行整理，分享給大家！

【1】Cell Syst：新型模型有望加速人類癌症及其它疾病新型療法的開發

doi：10.1016/j.cels.2018.05.018

最近，一項刊登在國際雜誌Cell Systems上的研究報告中，來自加利福尼亞大學的科學家們通過研究開發出了一種新型模型，其能幫助預測實驗室中設計的抗體抵禦特殊人類疾病的能力或潛力；研究者表示，這是他們開發的首個全面深入的模型，其能幫助揭示抗體與免疫系統相互溝通的方式，可能有望加速癌症、感染性疾病和自身免疫性疾病新型療法的開發。

抗體是血液中的一種特殊蛋白，同時其也是機體免疫系統的重要組成部分；這些Y形分子（抗體）能夠幫助尋找並中和潛在的病原體，比如細菌、病毒、感染性或癌變的細胞。抗體的關鍵祖墳是其位於長臂端的可變區域（variable portion），就像鑰匙能打開鎖子一樣，這些特殊的抗體組分與病毒或細菌表面的抗原具有直接的相關性，一旦抗體吸附到靶向性病原體分子上，其就能夠有效對其進行中和。

【2】Nat Commun：科學家開發出能加速個體化癌症療法開發進展的新型癌症模型

doi：10.1038/s41467-018-03731-w

日前，一項刊登在國際雜誌Nature Communications上的研究報告中，來自西班牙國立癌症研究中心（Spanish National Cancer Research Centre，CNIO）的研究人員通過研究開發了一種功能強大的多樣性小鼠模型，有望幫助改善癌症領域的研究，同時還能幫助研究人員加速新型靶向性癌症療法的臨床前測試的進程。

研究者表示，目前癌症領域研究的重點就是對候選基因發生的改變進行功能性的驗證，這些改變均與癌症的進展以及患者對療法的反應直接相關，為了進行這些研究，研究人員就需要開發出靈活多樣性的模型來加速對驅動癌症發生的基因進行鑒別。隨後研究人員將基因編輯工具CRISPR-Cas9同基因運輸系統RCAS/TVA相結合來開發出能模擬癌症遺傳複雜性的小鼠模型，文章中，研究人員就能夠利用這種新型模型來闡明神經膠質瘤中出現的一些遺傳改變。

【3】Adv Mat：3D生物列印模型變革抗癌藥物開發和腫瘤治療

doi：10.1002/adma.201806899

明尼蘇達大學的研究人員已經開發出了一種方法去研究癌細胞，這可能帶來新的更有效的療法。他們已經開發出了一種新方法在體外3D模型中研究這些細胞。在這篇最近發表在《Advanced Materials》上的研究中，明尼蘇達大學醫學院研究副主席、兒科教授、3D生物列印設備處主任及Masonic癌症中心成員Angela Panoskaltsis-Mortari博士及其助理研究員發現細胞在這些3D柔性組織環境中的表現與2D塑膠或者玻璃表面的表現不一樣。

這個模型更接近細胞在體內的環境。」 Panoskaltsis-Mortari說道。「因此在這個層次研究藥物對細胞的影響比在2D模型中研究更有意義，也更接近體內環境。」這種3D血管化腫瘤組織提供了鑒定和篩選潛在抗癌藥物的新平台。更重要的是這個模型還提供了一種研究轉移性腫瘤細胞的新方法。

【4】科學家開發出數學模型準確預測乳腺癌

新聞閱讀：Mathematical methods for diagnosing breast cancer

一組來自考納斯科技大學（KTU）的研究人員正在開發數學方法用於診斷乳腺癌。通過使用深度學習，研究人員試圖教會電腦識別惡性腫瘤部位，這可以將乳腺癌診斷過程部分自動化，同時提高準確率。

2014年，歐洲約有9.35萬人死於乳腺癌，其中大部分是女性（92500）。而在女性中，乳腺癌造成的死亡占3.7%。根據WHO的數據，每年全球有超過100萬人被確診患乳腺癌。而國際醫療專業團隊則警告這種癌症的發病率在逐年上升，過去15年立陶宛的發病率上升了75%。

為了更好地治療病人，早期診斷是關鍵。「癌症診斷過程中醫生通常依靠視覺信息——分析組織影像以確定病灶的惡性程度。這個過程很耗時間，而且還可能發生誤診，而誤診對癌症患者而言是致命的。通過開發用於診斷的數學模型，我們想將診斷過程自動化，以此將誤診率降到最低。」KTU的博士後研究員Tomas Lesmantas博士說道。

【5】新的腦癌模型將變革腦癌治療和藥物開發現狀

新聞閱讀：Growing tumours on brain-like tissue for better therapies

澳大利亞新南威爾士的科學家們開發出了一種新的大腦腫瘤模型，將用於更現實地測試腦癌對化療和放療的反應。

「高級別腦癌惡性程度很高，近數十年來惡性腦癌的治療都沒有顯著改善。」該研究主管作者、麥考瑞大學的Annemarie Nadort博士說道。「導致治療進展緩慢的原因之一就是缺少可以準確反映大腦中腫瘤微環境的實驗室模型。」

現在的腫瘤模型大多使用生長在培養皿中的腫瘤細胞進行模擬，但是這個最新的模型則使用一塊軟的大腦一樣的組織作為腫瘤細胞生長的支架，這使得藥物測試更接近真實環境。這個支架來源於動物大腦材料，研究人員從肉鋪採購新鮮原料，立刻清洗直到只剩下結構材料。研究人員可以從1個動物大腦上獲得100個小的大腦腫瘤模型，這就使得高通量藥物篩選成為可能。

【6】Mol Carcinogen：人源化小鼠模型有助於抗癌藥物的篩選

doi：10.1002/mc.22887

如果一類新的抗癌藥在細胞水平得到了陽性的結果，那麼往往下一步就是在小鼠水平進行驗證。這一系統對於直接靶向癌細胞的藥物可能是十分有效的，但對於免疫療法來說卻又有區別。這是由於人類腫瘤樣本中的細胞能夠在免疫系統受到抑制的小鼠體內生長，而免疫療法的目的是激活機體的抗癌免疫反應。在免疫系統受到抑制的小鼠體內，根本就不會產生特異性的免疫反應。

解決這一問題的手段之一是建立「人源化」小鼠，即將人體的免疫系統移植到小鼠體內，並且接種人源化的腫瘤。然而，這一過程卻並不簡單。

【7】3D模型揭示癌症轉移的秘密

doi：10.1088/1758-5090/aaafbc

由於一項國際合作研究，醫生們也許不久後就可以知道腫瘤是如何生長以及進展的。這項研究探索了腫瘤微環境中的組成細胞之間是如何相互作用的。這項研究於最近發表在《Biofabrication》上。

來自哈佛大學的David Mooney教授是該研究通訊作者，他說道：「腫瘤微環境的特點就是不同細胞與胞外基質之間存在一種錯綜複雜的相互作用網路。這些因素一起促進了調節腫瘤進展及轉移至全身各處的腫瘤微環境。我們的目標是更深入了解這些作用如何工作，這將幫助我們預測並阻止腫瘤的生長及轉移。」

【8】同期兩篇Nature：科學家開發出首個能預測癌症患者因免疫療法治療成功的數學模型

doi：10.1038/nature24462

doi：10.1038/nature24473

最近，刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自西奈山伊坎醫學院的研究人員通過研究開發了首個數學模型來預測癌症患者如何因特定的免疫療法而獲益。

長期以來，研究人員一直希望能夠找到一種方法幫助確定是否患者會對新型的檢查點抑制劑免疫療法產生反應，以及更好地理解這種新型療法如何有效治療腫瘤；這項研究中研究人員提出的數學模型能夠收集腫瘤進化各個方面的信息以及腫瘤和機體免疫系統之間相互作用的細節，相比此前的基因生物標誌物而言能夠更加準確地預測腫瘤對免疫療法如何產生反應。

【9】Cancer cell：新實驗模型揭示兒童腦癌的致病機制

doi：10.1016/j.ccell.2017.09.014

小兒惡性膠質瘤（Pediatric high-grade glioma）是導致兒童死亡的一類主要原因。而導致細胞癌變的原因一直以來被認為是參與大腦發育的關鍵蛋白的突變。然而，由於可靠的動物模型的缺乏，我們抑制無法對這一疾病進行深入的理解。最近，來自德國神經退行性疾病研究中心的研究者們開發出了一種新型的實驗動物模型，能夠準確地復制小兒惡性膠質瘤的病征，這一成果對於進一步理解該疾病的發生機制提供了有效的工具。相關結果發表在最近一期的《Cancer Cell》雜誌上。

小兒惡性膠質瘤是一類威脅兒童生命健康的惡性癌症。組蛋白3.3，即一個調節基因表達的DNA結合蛋白的突變被認為是該類癌症發生的主要原因。「目前治療這類癌症的方法包括手術，放療與化療。但成功率一直不高」，該研究的主管者，Paolo Salomoni教授說道。

【10】JCO：新型模型或可通過預測腎臟功能來有效改善癌症患者的化療劑量

doi：10.1200/JCO.2017.72.7578

日前，一項刊登在國際雜誌Journal of Clinical Oncology上的研究報告中，來自劍橋大學的研究人員開發了一種新型的統計學模型，該模型能夠評估癌症患者機體的腎臟功能，研究者認為，這或許是目前評價機體腎臟功能最精確的一種模型了，其能夠幫助癌症研究者安全有效地治療患者，同時還能夠改善患者所用化療藥物劑量的準確性，目前這種模型可以免費在線使用。

腎臟在機體中扮演著多種重要的功能，包括從血液中過濾掉廢棄物和毒素、產生維生素D、調節血壓等，腎臟的過濾功能往往能夠通過腎小球濾過率（GFR）來測定，GFR即是血液經過腎小球的速率，而腎小球是位於腎臟中的一種小型血管。確定GFR非常重要，因為對腎臟功能的評估能夠提示疾病的進展程度，是否藥物療法對關鍵的功能能夠產生副作用等。

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