创造一个活的卵巢癌生物库
这是一个通常阴天,但实验室的人造灯辐射出粗糙的亮度斯蒂芬·泰勒教授和他的团队。
房间里熙熙攘攘。科研设备和装满醒目液体的瓶子散落在工作台上,角落里有一台机器,它似乎正在从一个地方吸出溶液,再倒到另一个地方。
机器发出微弱的嗡嗡声,空气中弥漫着明显的防腐剂气味。
在曼彻斯特南郊这个紧凑而充满活力的实验室里,一组研究人员正在培育一批活的卵巢肿瘤。
“生物银行只是一个组织银行,仅此而已,”参与该项目的肿瘤学家罗布·摩根(Rob Morgan)博士说。这个词最早出现在20世纪90年代,本质上是指用于bob88体育平台登录.
样本可以来自我们身体的不同部位,从皮肤细胞器官组织,血液和尿液样本.这样的收集对于了解特定细胞群的生物学和遗传学是至关重要的。
但大多数组织生物库的问题是,为了创建它们,科学家们获取样本,要么将样本放入甲醛溶液中保存,要么在零下80度的温度下冷冻。
这两种方法都是固定和杀死样本,“所以有些人的肿瘤,严格来说是死亡的,只是放在冰箱里,”摩根解释说。
但它们的生物库是不同的。它可能不是我们所知的呼吸。但它是有生命的,并且在成长。
那么这些细胞是如何从人体内生长到实验室中生长的呢?
这是一个漫长的过程,或者按摩根的说法是“流水线”,首先要从马路对面的克里斯蒂医院(Christie hospital)收集病人的样本。
的女性卵巢癌通常会在腹部积聚液体,称为腹水。这是晚期癌症的一种特别不舒服的症状,医生会排出这种症状来帮助缓解肿胀。
结果发现,这种液体中含有大量癌细胞,所以该团队的大部分样本都来自于这些程序。
这个管道开始于一个三到四人的团队,他们为曼彻斯特癌症研究中心(MCRC)生物库工作,这是一个更大的生物库,从大曼彻斯特地区的癌症患者中收集样本。
MCRC生物库的技术人员负责收集样本。因此,当一名女性来到诊所,出现胃肿的症状时,他们会向她解释生物银行的工作原理,并给她机会同意将样本用于研究。
“不是每个病人都同意,大多数病人同意,但不是每个人都同意。这是一次有趣的、富有挑战性的对话。”
如果有人愿意捐赠样本,MCRC的技术人员将在整个过程中陪伴他们,然后把样本带过马路送到实验室。
实验室通常会提供大约1升被排出的液体,但从单个腹水中可以排出高达10升的液体。
离医院这么近对团队来说是一个真正的奖励——癌细胞可以在早上出现在某人的胃里,在下午茶时间出现在实验室里。
该团队也使用实体肿瘤样本,这些样本将直接从手术中收集。“这需要更多一点的协调,”摩根解释道。这是一个真正的合作项目。这篇最新的论文发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上,由两名妇科外科医生、一名病理学家和一名癌症医生共同撰写。
当样本到达实验室后,它们会被传递给路易莎·纳尔逊博士,这位生命生物库的设计者。
尼尔森五年前加入了这个团队,当时他们还在研究如何让细胞生长。现在看来他们不会停止。“到目前为止,它们都持续生长了好几个月、好几个月。我们实际上还没有达到他们停止的地步。”
这个蓬勃发展的生物库要感谢佛罗里达州的一个研究团队,他们首次创造了可以使卵巢癌细胞分裂的神奇介质。
看护细胞是尼尔森的工作,摩根说她很勤奋。“路易莎所做的就是让肿瘤继续生长,这就是为什么它不仅仅是一个生物银行。有很多关心和关注。”
当它们第一次到达实验室时,纳尔逊将细胞放在狭窄的扁平烧瓶中,装满荧光橙色介质,整齐地堆叠在一起,保持5%的氧气,就像它们在腹部一样。
一旦肿瘤细胞开始生长,她就开始将肿瘤细胞从样本中的其他细胞中分离出来。
然后才能开始真正的分析。
自从生物库建立以来,该团队已经对卵巢癌细胞的存活和分裂进行了细致的分析。他们发现的是卵巢癌之间的显著差异,没有两种癌症在基因上看起来是一样的。
尼尔森解释说,当腹水样本被送到她那里时,它们看起来已经完全不同了。你可能以为它们是稻草色的,但它们收到的液体从“粉色、黄色到紫色”不等。这最终取决于液体中漂浮的细胞和分子。
尽管科学家已经知道卵巢癌的DNA有一定程度的重排,泰勒解释说,他们在染色体水平上看到的混乱是前所未有的。“在你开始解决这个问题之前,你必须对这个问题有一个认识。我认为我们要说的是,直到现在我们才真正意识到这个问题的严重性。”
这是因为大多数实验都依赖于在实验室中培养了几十年的癌细胞,而不是从新鲜样本中提取的细胞。
一直以来使用最多的细胞系,不朽的HeLa细胞系,是用宫颈细胞建立的癌症细胞来自美国年轻女子亨丽埃塔·拉克斯。这些牢房是在1951年2月8日拍摄的,同年丘吉尔再次当选首相。
纳尔逊解释了这些细胞是如何“因为它们已经生长了很长时间,更强壮、更健康、生长更快的细胞将主导培养,”所以它们最终看起来都一样。
这就是他们发现的关键所在。摩根解释说:“这有点像为患者定制的、针对患者的肿瘤细胞。从临床医生的角度来看,这是真正的关键。我们都在努力追求的是一个完美的病人模型。”正是由于他们工作的独特性,才有了关于卵巢癌的新发现。
摩根说,该团队正试图在实验室中尽可能准确地复制每个肿瘤的环境。这意味着生物库中的肿瘤应该与患者的肿瘤相对应。
而且,研究小组还进一步从不同时间采集的液体样本中收集肿瘤细胞。通过在肿瘤的整个生命周期中积累样本,他们可以跟踪癌症发展过程中的变化,以及癌症复发的时间。在一个案例中,他们从一个病人身上收集了9个样本。
但生物银行也存在挑战。泰勒解释说,问题在于,因为他们处理的是晚期癌症患者的样本,他们还不知道是什么导致了这种不稳定性。它是在癌症的早期阶段就存在,还是在后来发展起来,也许是作为治疗的反应?
无论如何发展,泰勒相信这种不稳定性可以被利用来开发新的治疗方案。泰勒说:“我们知道染色体不稳定性会导致耐药性,但我们也知道染色体不稳定性可以被用来开发新的疗法。”
这正是该团队现在开始研究的内容。
虽然该团队仍在继续研究肿瘤细胞对多种药物的反应,并将这些结果与患者对临床治疗的反应进行比较,但生物银行的未来有很大的计划。
“我们想做的是把它作为一种资源,不仅为我的团队,也为社区,”泰勒解释道。
下一步将尝试将肿瘤细胞与所有其他细胞结合起来,作为他们持续努力的一部分,以尽可能紧密地再现肿瘤微环境。“最大的幻想是问一个问题:它们能充当耐心的化身吗?”
泰勒希望通过培养与众不同的人细胞在一个完全模拟病人肿瘤的培养皿中,它们可能能够预测癌症对治疗的反应。这些信息可以反馈给医生,医生可以根据这些新数据做出明智的决定。“这到底有多现实,我们还得拭目以待,”泰勒说。
尽管科学研究令人惊叹和鼓舞人心,但这个项目背后的主要动机是卵巢癌患者。
在英国,卵巢癌是女性中第六大常见癌症,靶向治疗的数量少得令人沮丧,预后也常常充满挑战。
“卵巢癌的一个特点是,它往往会悄无声息地发展很长一段时间。所以当妇女来到诊所的时候,疾病已经很严重了。这显然使它难以治疗,”泰勒评论道。
当然,如果没有这些患者的同意,这种突破界限的研究是根本不可能的。
“接受巨大的挑战,比如试图找到新的治疗方法癌症这需要大团队。”泰勒说。“这个项目有科学家、医生、外科医生和病理学家参与。但病人也是这个团队的一部分。没有他们对研究的投入,没有他们的样本,我们就无法做出有益于子孙后代的发现。”
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