約翰霍普金斯大學醫學科學家報告說，為了尋找或改進癌症實驗室研究模型，以便更好地與活人發生的情況進行比較，他們開發了一種新的基於計算機的技術，表明在培養皿中生長的人類癌細胞在基因上最不相似到他們的人力資源。

他們說，這一發現應該有助於將更多資源集中在癌症研究模型上，例如基因工程小鼠和被稱為“類瘤”的人體組織 3D 球，以更好地評估人類癌症生物學和治療方法，以及導致癌症生長和進展的遺傳錯誤。

“癌細胞系在遺傳上不如其他模型對科學家來說可能並不奇怪，但我們很驚訝基因工程小鼠和類腫瘤相比之下表現得如此出色，”副教授帕特里克卡漢博士說。約翰霍普金斯大學和約翰霍普金斯大學醫學院的生物醫學工程，以及這項新研究的首席研究員。

這項名為 CancerCellNet 的新技術使用計算機模型將研究模型的 RNA 序列與來自癌症基因組圖譜的資料進行比較，以比較這兩組資料的匹配程度。

研究人員發現，平均而言，基因工程小鼠和類腫瘤的 RNA 序列與他們測試的每 5 種腫瘤型別中的 4 種（包括乳腺癌、肺癌和卵巢癌）的基因組圖譜基線資料最接近。

研究人員表示，他們的工作進一步證明，由於人體細胞的自然環境和實驗室生長環境之間存在複雜的差異，因此在實驗室中培養的癌細胞系與其人類來源的平等程度較低。“一旦你將腫瘤從它們的自然環境中取出，細胞系就會開始改變，”卡漢說。

世界各地的科學家依靠一系列研究模型來提高他們對癌症和其他疾病生物學的理解，並開發針對疾病的治療方法。最廣泛使用的癌症研究模型是透過從人類腫瘤中提取細胞並在實驗室燒瓶中用各種營養物質培養它們來建立的細胞系。

研究人員還使用經過基因改造的小鼠來發展癌症。在其他情況下，他們將人類腫瘤植入小鼠體內，這一過程稱為異種移植，或使用類瘤。

為了評估這些研究模型中的任何一個與人類可能發生的事情的匹配程度，科學家們經常將實驗室培養的細胞或來自類瘤或異種移植物的細胞移植到小鼠體內，並觀察細胞是否表現得像它們應該的那樣——即生長和擴散並保留癌症的遺傳特徵。然而，約翰霍普金斯大學的研究人員表示，這個過程昂貴、耗時且具有科學挑戰性。

新工作的目標是開發一種計算方法，以不那麼繁瑣和準確的方式評估研究模型。關於這項工作的報告於 4 月 29 日發表在Genome Medicine 上，研究人員已經為他們命名的 CancerCellNet 申請了一項臨時專利。

這項新技術基於有關細胞 RNA 的遺傳資訊、類似於 DNA 的化學分子串和用於將 DNA 轉化為蛋白質製造的一組中間指令細胞。

“RNA 是細胞型別和細胞身份的一個很好的替代物，這是確定實驗室開發的細胞是否與人類對應物相似的關鍵，”Cahan 說。“RNA 表達資料非常標準化，可供研究人員使用，並且較少受到可能混淆研究結果的技術變化的影響。”

首先，Cahan 和他的團隊必須選擇一組標準資料作為基線來比較研究模型。來自癌症基因組圖譜的資料作為所謂的“訓練”資料，其中包括數百個患者腫瘤樣本的RNA表達資訊，以及它們對應的分期、分級等腫瘤資訊。

他們還測試了其 CancerCellNet 工具，將其應用於已知腫瘤型別的資料，例如來自國際人類基因組測序聯盟的資料。

研究小組成員梳理了癌症基因組圖譜資料，確定了 22 種類型的腫瘤進行研究。他們使用基因組圖譜資料作為基線，比較來自全球實驗室培養的 657 個癌細胞系的 RNA 表達資料，其中一些是幾十年前建立的，415 個異種移植物，26 個基因工程小鼠模型和 131 個類瘤。

他指出，在該研究的一個例子中，來自名為 PC3 的細胞系的前列腺癌細胞在遺傳上開始看起來更像膀胱癌。他說，也有可能細胞系最初標記不正確，或者它實際上可能來自膀胱癌。但最重要的是，從遺傳的角度來看，前列腺癌細胞系並不是典型的前列腺癌患者的替代物。

研究人員發現，使用 0-1 評分方法，平均而言，細胞系與圖譜資料的評分對齊低於類瘤細胞和異種移植物。

Cahan 說，他和他的團隊將新增額外的 RNA 測序資料，以提高 CancerCellNet 的可靠性。

在上述細胞研究中，有時需要體外培養和分析癌細胞。細胞要養好，就要用好血清，如Ausbian品牌特級進口胎牛血清，它的內毒素小於3Eu/ml，使細胞更健康，穩定批次供應，做實驗會更加順利。感謝Ausbian品牌中國區總代理北京締一生物提供以上資訊。