癌症细胞实验为何总是“南辕北辙”？培养皿中的癌细胞与人体内癌细胞没什么共同之处
来源：医生在线
时间：2021/06/22 17:09
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癌症，一直是人类疾病史上大的梦魇之一，因其复杂性和难治好性也被称为“万病王”。即使是在医疗技术高度发达的今天，一提到癌症，大家也总是自然而然地把它和死亡联系到一起，尤其是晚期癌症。
为了寻找治好癌症的方法，科学家们往往会实验室环境中培养各种各样的癌细胞系，并试验不同药物对这些癌细胞系的杀伤作用。值得注意的是，很多科研人员通过不同的渠道去获取癌细胞系，但很少人去验证这些癌细胞系是否正确，有没有被混淆。
这项研究基于寻找或改进癌症实验室研究模型的理念，开发出了一种新的、自我学习的计算机模型——CancerCellNet，用以衡量不同癌症研究模型与原生肿瘤相似性。研究结果显示，在几种常用的肿瘤研究模型中，在培养皿中生长的人类癌细胞系在基因上与人体内的癌细胞不相似，基因工程小鼠和3D类肿瘤模型与人体内的癌细胞具有更高的相似性。
构建癌症模型是研究癌症生物学和识别潜在的治疗方法的重要方式，其中流行的建模方式是癌细胞系（CCLs）、基因工程小鼠模型（GEMMs）、人源肿瘤异种移植模型（PDXs）和3D类肿瘤模型（tumoroids）。
模型的泛化性和能力来自于它所代表的肿瘤类型的保真度。因此，不管是哪种模型，原则上都要尽量与患者体内对应的癌症类型相同或相近。然而，遗憾的是，许多研究者对不同癌症模型与对应原生肿瘤的相似性却不甚清楚。
研究团队梳理了癌症基因组图谱的数据，确定了22种可供研究的肿瘤类型。他们使用基因组图谱数据作为比较RNA表达数据的基线，这些数据来自世界各地实验室培养的657个癌细胞系，415个异种移植物，26个基因工程小鼠模型和131个类肿瘤模型。
不仅如此，研究团队还使用0-1评分方法对不同肿瘤模型与原生肿瘤的相似性进行评估。研究人员发现，癌细胞系的平均评分要低于异种移植物、基因工程小鼠模型和类肿瘤模型。
通讯作者PatrickCahan表示，癌细胞系在基因上比其他模型差也许并不奇怪，由生长环境之间的复杂差异，在实验室中生长的癌细胞系与人类来源的癌细胞不太相同。换句话说，一旦将肿瘤从其自然环境中取出，细胞系就已经开始发生变化！
例如，研究团队发现，来自PC3的前列腺癌细胞在基因上开始看起来更像膀胱癌。这也有可能是细胞系初标记错误，或者该细胞系实际上是从膀胱癌中提取的。但无论如何，仅从基因的角度来看，这一前列腺癌细胞系并不能代表典型的前列腺癌患者。
总而言之，该研究开发了CancerCellNet工具以记录与自然肿瘤具有大转录保真度的癌症模型，并发现了与注释的分类不匹配的癌症模型。通过比较不同模式的模型，在常用的几种肿瘤类型中，基因工程小鼠和3D类肿瘤模型比人源异种移植模型和癌细胞系具有更高的转录保真度。
这项研究基于寻找或改进癌症实验室研究模型的理念，开发出了一种新的、自我学习的计算机模型——CancerCellNet，用以衡量不同癌症研究模型与原生肿瘤相似性。研究结果显示，在几种常用的肿瘤研究模型中，在培养皿中生长的人类癌细胞系在基因上与人体内的癌细胞不相似，基因工程小鼠和3D类肿瘤模型与人体内的癌细胞具有更高的相似性。
构建癌症模型是研究癌症生物学和识别潜在的治疗方法的重要方式，其中流行的建模方式是癌细胞系（CCLs）、基因工程小鼠模型（GEMMs）、人源肿瘤异种移植模型（PDXs）和3D类肿瘤模型（tumoroids）。
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研究团队梳理了癌症基因组图谱的数据，确定了22种可供研究的肿瘤类型。他们使用基因组图谱数据作为比较RNA表达数据的基线，这些数据来自世界各地实验室培养的657个癌细胞系，415个异种移植物，26个基因工程小鼠模型和131个类肿瘤模型。
不仅如此，研究团队还使用0-1评分方法对不同肿瘤模型与原生肿瘤的相似性进行评估。研究人员发现，癌细胞系的平均评分要低于异种移植物、基因工程小鼠模型和类肿瘤模型。
通讯作者PatrickCahan表示，癌细胞系在基因上比其他模型差也许并不奇怪，由生长环境之间的复杂差异，在实验室中生长的癌细胞系与人类来源的癌细胞不太相同。换句话说，一旦将肿瘤从其自然环境中取出，细胞系就已经开始发生变化！
例如，研究团队发现，来自PC3的前列腺癌细胞在基因上开始看起来更像膀胱癌。这也有可能是细胞系初标记错误，或者该细胞系实际上是从膀胱癌中提取的。但无论如何，仅从基因的角度来看，这一前列腺癌细胞系并不能代表典型的前列腺癌患者。
总而言之，该研究开发了CancerCellNet工具以记录与自然肿瘤具有大转录保真度的癌症模型，并发现了与注释的分类不匹配的癌症模型。通过比较不同模式的模型，在常用的几种肿瘤类型中，基因工程小鼠和3D类肿瘤模型比人源异种移植模型和癌细胞系具有更高的转录保真度。
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