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乳腺癌原代细胞系为药物筛选和基础研究提供癌症新模型
郝弦, 黄建军, 杨文秀, 刘晋廷, 张军红, 罗钰蓓, 李青, 王大红, 高玉炜, 谭福云, 薄莉, 郑羽, 王荣, 冯江龙, 李静, 赵春华, 豆晓伟
中国癌症杂志    2024, 34 (6): 561-570.   DOI: 10.19401/j.cnki.1007-3639.2024.06.004
摘要   (246 HTML13 PDF(pc) (1357KB)(756)  

背景和目的:2016年美国国家癌症研究所(National Cancer Institute,NCI)宣布不再使用NCI-60细胞系进行药物筛选,提示传统的肿瘤细胞系失去作为药物研发和基础研究工具的价值。NCI-60细胞“退休”原因是基于癌症细胞系和动物的实验结果没有在临床试验中获得对应的预期,导致绝大部分潜在药物临床试验失败。癌症细胞系失去价值归因于肿瘤细胞经过长期培养后,其增殖和转移等主要生物学行为和与之有关的关键蛋白质系统发生了根本改变,已不能代表患者的真实癌症特征。现阶段需要创立一种来源于患者新鲜癌症组织和具有清晰临床背景的新癌症模型。本研究旨在为药物研发和基础研究建立经济的患者来源的可以无限传代的乳腺癌原代细胞系。方法:乳腺癌组织在贵州医科大学附属医院乳腺外科收集。肿瘤组织样本收集得到贵州医科大学附属医院伦理委员会批准(伦理编号:2022伦理第313号),收集和使用肿瘤组织均遵守赫尔辛基宣言,患者的乳腺癌组织消化分离后在BCMI培养基中培养,待乳腺癌细胞增殖到一定数量时更换成DMEM培养基。乳腺癌细胞经短串联重复序列(short tandem repeat,STR)检测确定细胞特异性遗传学标志和来源。克隆形成实验和动物实验分析乳腺癌原代细胞系形成肿瘤的能力。 结果:成功建立了6种乳腺癌原代细胞系。他们具有清晰的临床病理学特征,包括病理学标志性分子检测、临床诊断、治疗方案和结果以及确定的预后结果。STR检测确定了6种乳腺癌原代细胞系特异性遗传标志和确定了该细胞系的来源。克隆形成实验和动物移植实验说明乳腺癌原代细胞系增殖能力显著大于传统乳腺癌细胞系,二者在形成肿瘤能力方面存在明显的差异。结论:构建的6种乳腺癌原代细胞系为乳腺癌药物研发和基础研究提供了新的癌症模型。


Item BC3# BC4# BC5# BC6# BC10# BC13#
Histological type Invasive ductal carcinoma (40%), ductal carcinoma in situ Invasive ductal carcinoma, ductal carcinoma in situ Invasive ductal carcinoma Invasive ductal carcinoma Invasive ductal carcinoma Invasive ductal carcinoma
Age/year 68 45 44 47 46 37
Menopausal status Post-menopausal Post-menopausal Pre-menopausal Pre-menopausal Pre-menopausal Pre-menopausal
Size of tumor D/mm 28×6×17 40×33×12 15×14×19 36×15×28 50×29×39 26×14×26
TNM T2N2M0 T2N0M0 T2N0M0 T2N1M0 T4N0M0 T4N1M0
Pathological grade -
Lymph node status Positive Positive Negative Positive Positive Negative
Metastasis Negative Negative Negative Negative Negative Negative
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表1 6例患者的基本信息及肿瘤特征
正文中引用本图/表的段落
2016年美国国家癌症研究所(National Cancer Institute,NCI)停止使用NCI-60细胞系进行药物筛选,标志着传统癌症细胞系失去药物研发工具和基础研究工具的价值。NCI-60细胞指NCI选定的60种人类肿瘤细胞系,从1990年开始用于药物筛选,到2016年已经用于筛选超过10万种小分子化合物 [1]。NCI-60细胞停止用于药物筛选的原因是基于传统细胞模型和动物模型的研究结果没有在临床试验中获得相应的疗效,导致70%临床试验失效 [2]。究其原因,是因为传统癌症细胞系在几十年的培养中,由于培养选择和克隆进化导致其遗传性状和肿瘤行为的改变,使得这些肿瘤细胞系的生物学特征不能代表患者的癌症真实特征 [1,3]。也就是说,由于控制增殖和转移的蛋白质系统发生根本性改变,导致传统的癌症细胞系在增殖和转移的能力上也发生了根本性的改变。由于遗传学性状和生物学行为的改变,这也提示传统肿瘤细胞系失去了作为癌症基础研究工具的价值。因此,现阶段亟待创立一种来源于患者新鲜癌症组织具有清晰临床背景的新的癌症模型。
乳腺癌原代细胞培养、鉴定和体内体外增殖实验于2019年8月—2024年2月在贵州医科大学附属医院临床医学研究中心实验室完成。新鲜乳腺癌标本来自于诊断性穿刺活检组织、手术切除组织以及新辅助化疗后手术切除的残余肿瘤组织,其患者临床资料见表1。将取得的乳腺肿瘤组织暂存于含有500 U/mL青霉素和500 mg/mL链霉素的D-Hank’s平衡盐溶液中。肿瘤组织样本收集得到贵州医科大学附属医院伦理委员会批准(伦理编号:2022伦理第313号),患者知情同意并签署知情同意书,在贵州医科大学附属医院乳腺外科收集。所有肿瘤组织收集与使用都遵守赫尔辛基宣言并符合人体组织法。
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