活库建设基础-条件性重编程细胞(CRCs)技术带来医研变革

更新时间:2020-07-08 21:41:19  浏览次数::344

如何建立更加良好的患者衍生的研究模型一直是基础医学研究中亟待解决的技术问题。近年来,新兴的条件重编程(CR)技术在癌症研究中引起了广泛关注。它是指将人类原代正常细胞或肿瘤细胞与射线辐射处理的鼠成纤维细胞(饲养细胞)在一定条件下共培养,使原代细胞在保留其原始核型的同时获得干细胞特性。其无需任何外源基因或病毒转染,且在去除相应饲养条件后仍可正常培养原代细胞,赋予该技术于癌症和转化医学研究中无限的潜力。

近日,我院生物样本库于Clinical and Translational Medicine(IF=7.9)杂志在线发表两篇条件性重编程细胞(CRCs)技术相关文章。两篇文章从不同角度阐释了CR技术在医学研究中的重要性。




Comprehensive genomicprofiling of urothelial carcinoma cell lines reveals hidden research bias andcaveats》该文章指出医学研究中存在的潜在偏向性:肿瘤细胞系中预先存在的遗传突变可能会影响表型以及其他分子生物学实验结果,而研究人员在特定的实验中可以通过选择不同遗传背景的细胞系来得到相应的结果。此外,肿瘤细胞系可能存在普遍的遗传漂移导致重要驱动基因突变的丧失和新的遗传特征的获得,从而与真正的肿瘤组织显示出明显的差异。而条件性重编程细胞与原始肿瘤组织具有良好的一致性,避免了上述情况的发生,是进行体外研究更好的替代方案。

 

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Conditional reprogramming:Modeling urological cancer and translation to clinics》该篇综述介绍了几种当前常用的患者衍生模型(PDM):类器官(Organoids)、诱导多能干细胞(iPSC)、患者来源的异种移植模型(PDXs)和条件性重编程细胞(CRC)。文章对这些PDM作了简要比较,并以泌尿系统肿瘤为背景对CR技术在癌症研究中的现状和潜在应用进行全面综述。


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各类PDM之间的比较



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CR培养系统和潜在的CR分子机制


那么CR技术究竟有哪些应用呢?


肿瘤生物学

CR技术可培养患者来源的正常或肿瘤细胞,并可与其他模型(例如PDX和Organoids)集成,它有潜力作为研究恶性肿瘤、转移性疾病和其他疾病的基本生物学工具。


无创诊断和监测

以尿路上皮癌为例,尿液细胞学检查和带活检的内窥镜检查目前仍是诊断的金标准。但尿液细胞学检查对低级别肿瘤的敏感性较差,仍需要开发具有高灵敏度和特异性的新型非侵入性诊断工具。CR技术可分离和培养患者来源的肿瘤和正常细胞,即尿液中的肿瘤和正常尿道上皮细胞,可能实现对尿路上皮癌的无创诊断甚至协助进行病理分级诊断。且在临床检测过程中可在治疗前后随时获取尿液样本,为获取实时病理状况提供了便利。

 

精准医学

精准医学能为对药物有耐药性、无反应和高副作用的患者提供量身定制的治疗方案,然而缺乏合适的离体研究模型是其当前发展的主要障碍。CR技术便于寻找病人样本的生物标志物以预测治疗的反应和临床获益,是进行个性化药物敏感性测试的可行平台,在促进精准医学发展方面具有巨大潜力。

 

药物发现和毒性测试

CR技术能有效地培养原代细胞,而无需改变其遗传谱,因此可作为高通量平台于临床前发现新型药物并进行药物敏感性筛选,是进行药物毒性评估的理想平台。

 

再生医学

由于CR技术的“可逆性”,在去除特定培养条件后细胞可以保持原始的特性,因此其在组织修复或再生医学中可以发挥良好的作用。并且CR可以极大地促进临床样本于医院与实验室之间的转化,是搭建转化生物样本库的重要工具。此外,CR可与基因编辑技术结合开展分子机制研究和基因治疗。

    

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CR在泌尿外科癌症研究中当前应用和未来潜力




活库作为我院生物样本库特色库,扩展了生物样本库的维度,搭建了样本库干、湿库与临床研究紧密联系的桥梁。CR技术作为活库的建设基础之一,今后我们亦将不断发展完善,探究其与其他先进模型(体外/体内)相结合,发掘CR技术在转化生物样本库和癌症研究中更多潜能。