培養皿中的多數癌細胞與人體癌細胞幾乎沒有共同之處

約翰霍普金斯大學醫學科學家報告說，為了尋找或改進癌癥實驗室研究模型，以便更好地與活人發生的情況進行比較，他們開發了一種新的基于計算機的技術，表明在培養皿中生長的人類癌細胞，在基因上最不相似到他們的人力資源。

他們說，這一發現應該有助于將更多資源集中在癌癥研究模型上，例如基因工程小鼠和被稱為“類瘤”的人體組織3D球，以更好地評估人類癌癥生物學和治療方法，以及導致癌癥生長和進展的遺傳錯誤。

“對于科學家來說，癌細胞系在遺傳上不如其他模型可能并不令人驚訝，但我們很驚訝基因工程小鼠和類腫瘤相比之下表現得如此出色，”副教授帕特里克卡漢博士說。約翰霍普金斯大學和約翰霍普金斯大學醫學院的生物醫學工程，以及這項新研究的首席研究員。

這項名為CancerCellNet的新技術，使用計算機模型將研究模型的RNA序列、與來自癌癥基因組圖譜的數據進行比較，以比較這兩組數據的匹配程度。研究人員發現，平均而言，基因工程小鼠和類腫瘤的RNA序列與他們測試的每5種腫瘤類型中的4種（包括乳腺癌、肺癌和卵巢癌）的基因組圖譜基線數據最接近。

研究人員表示，他們的工作進一步證明，由于人體細胞的自然環境和實驗室生長環境之間存在復雜的差異，因此在實驗室中培養的癌細胞系、與其人類來源的平等性較低。“一旦你將腫瘤從它們的自然環境中取出，細胞系就會開始改變，”卡漢說。

世界各地的科學家，依靠一系列研究模型，來提高他們對癌癥和其他疾病生物學的理解，并開發針對疾病的治療方法。最廣泛使用的癌癥研究模型，是通過從人類腫瘤中提取細胞并在實驗室燒瓶中、用各種營養物質培養它們來創建的細胞系。

研究人員還使用經過基因工程改造的小鼠，來發展癌癥。在其他情況下，他們將人類腫瘤植入小鼠體內，這一過程稱為異種移植，或使用類瘤。為了評估這些研究模型中的任何一個、與人類可能發生的情況的一致性，科學家們經常將實驗室培養的細胞，或來自類瘤或異種移植物的細胞移植到小鼠體內，并觀察這些細胞是否表現得像它們應該的那樣——即生長和擴散并保留癌癥的遺傳特征。

然而，約翰霍普金斯大學的研究人員表示，這個過程昂貴、耗時且具有科學挑戰性。

新工作的目標是開發一種計算方法，以不那么繁瑣和準確的方式評估研究模型。關于這項工作的報告發表在GenomeMedicine上，研究人員已經為他們命名的CancerCellNet申請了一項臨時專利。這項新技術基于有關細胞RNA的遺傳信息、類似于DNA的化學分子串、和用于將DNA轉化為蛋白質制造的一組中間指令細胞。

“RNA是細胞類型和細胞身份的一個很好的替代物，這是確定實驗室開發的細胞是否與人類對應物相似的關鍵，”Cahan說。“RNA表達數據非常標準化，可供研究人員使用，并且較少受到可能混淆研究結果的技術變化的影響。”

他們還測試了他們的CancerCellNet工具，將其應用于已知腫瘤類型的數據，例如來自國際人類基因組測序聯盟的數據。他指出，在該研究的一個例子中，來自名為PC3的細胞系的前列腺癌細胞在遺傳上、開始看起來更像膀胱癌。他說，也有可能細胞系最初標記不正確，或者它實際上可能來自膀胱癌。

但最重要的是，從遺傳的角度來看，前列腺癌細胞系并不是典型的前列腺癌患者的替代物。Cahan說，他和他的團隊將添加額外的RNA測序數據，以提高CancerCellNet的可靠性。