簡介癌症幹細胞(Cancer Stem Cells) – 魔鬼在細節中(三):當前癌症幹細胞的測定方式

這一系列是閱讀此篇論文的摘要和整理
Valent, P., Bonnet, D., Maria, R.D., Lapidot, T., Copland, M., Melo, J.V., Chomienne, C., Ishikawa, F., Schuringa, J.J., Stassi, G., Huntly, B.J., Herrmann, H.G., Soulier, J.S., Rösch, A., Schuurhuis, G.J., Woehrer, S., Arock, M., Zuber, J., Cerny-Reiterer, S., Johnsen, H.E., Andreeff, M., & Eaves, C.G. (2012). Cancer stem cell definitions and terminology: the devil is in the details. Nature Reviews Cancer, 12, 767-775.

如何測定癌症幹細胞

當前最常用來作為癌症幹細分的功能性測定工具,便是免疫缺乏的老鼠,當然,其中根據流程的不同,鐵定有許多概念上的微調,這邊整理一下論文中的關於這類型使用免疫學發老鼠的癌細胞移植模型的缺陷:

限制 可能改善的方式
免疫缺乏老鼠的生命週期短(Short lifetime of mice) second generation recipients or other animals
改變原本癌症幹細胞的實際生長環境(Altered homing of CSCs) Orthotopic injection, humanized vasculature, humanized organ, humanized mice and growth-supporting synthetics scaffolds embedded in local tissue sites
缺乏可以刺激癌症幹細胞的細胞激素(Lack of cytokines that can stimulate growth of CSCs) Injection of cytokines, cytokine-transgenic mice, humanized organs and humanized mice
缺乏原本癌症所處的微環境(Lack of tumour-specific micro-environment) Local injection of human microenvironmental cells, humanized mice and supportive scaffolds
缺乏免疫細胞於環境中(Lack of intact immune cells, lack of natural immunosurveillance) Prior transplantation of CD34+ haematopoietic cells, humanized lymphoid organs, humanized mice and co-transplanaton of immune cells

在未來,持續針對這類免疫缺乏老鼠的模型改善,會對於這類型癌症幹細胞研究提供許多幫助。比如基改老鼠讓其能產生特定的人類細胞激素、將人類的造血細胞移植到老鼠身上,打造適合癌症的環境。

將癌細胞從病人癌症組織培養出來後,以體外細胞實驗的方式來作為癌症幹細胞的研究模型,這類型的細胞實驗需要同時將癌症組織和滋養細胞養再一起,讓這些滋養細胞能分泌這些癌組織所需要的資訊和營養,最後在使用如LTC-IC assay來做量測。這類型的測定第一點明顯的問題就是癌細胞生長的環境跟體內是不同的,所以這些癌細胞在此環境下無法展現出自我更新的能力,不一定代表其就不是癌症幹細胞,只能說其缺乏否些體內環境的因子刺激,另外,體外實驗也無法百分百呈現立體的培養環境,除此之外,體外實驗的細胞頂多只能存活數週到數個月,這些細胞就會死亡,或是分化為臨床上不重要的細胞類別。

最後一類,直接使用常見的癌症細胞株,也常用來作為癌症幹細胞的研究,這類型的研究往往會帶有原本細胞株來源的特性,所以此類研究如何提問就變得很重要,必須很精準,同樣的概念,有人之間使用統合分析(meta-analysis)的方式,直接去分析抗癌藥物,在各類型細胞株中的反應,而找尋相關的關聯,此類研究方式,也有上述需要小心驗證的問題。

綜合以上的討論,在撰寫上述相關類型實驗的研究時,必須要將流程中的細節講清楚,細胞株的名字,實驗中的各種培養時間等等。

近年來,發展出各類老鼠癌症模型,直接在這類動物模型中做研究是不錯的方法,但難度就更高,已經有人使用lineage tracing技術在膠質母細胞瘤、消化道癌症、表皮細胞癌症,直接研究其抗藥性產生的機制。

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