Sci Adv | 低氧环境培养肿瘤对于药筛更有效
原创 图灵基因 图灵基因 2022-01-22 09:32
收录于话题#前沿分子生物学机制
针对癌细胞中改变的通路的治疗已经取得了许多进展。然而，仍有一些靶向疗法效果较差。现在，印第安纳大学（IU）医学院的研究人员报告说，他们发现了一种新的方法来确定药物对癌症的疗效。
他们的研究结果发表在《Science Advances》杂志上的一篇题为“Tumor collection/processing under physioxia uncovers highly relevant signaling networks and drug sensitivity”的论文中。
研究人员写道：“原发性癌细胞的临床前研究通常是在环境大气氧气（O2，~21%）下从患者或动物身上切除肿瘤后进行的。然而，器官中的O2浓度在~3%到10%的范围内，大多数肿瘤在体内处于缺氧或1%到2%的O2环境中。虽然已经研究了O2张力对体外肿瘤细胞特性的影响，但这些研究仅在肿瘤首次收集并在环境空气中处理后进行。同样，原发性癌细胞对抗癌药物的敏感性通常在环境O2下进行检查。在这里，我们证明了与环境空气相比，在生理氧气条件下收集、处理和繁殖的肿瘤，在关键信号网络（包括LGR5/WNT、YAP和NRF2/KEAP1）、核活性氧物种、选择性剪接以及对靶向治疗的敏感性方面表现出明显的差异。
“这篇论文彻底改变了我们收集肿瘤组织和检测药物敏感性的方式。”该论文的资深作者Harikrishna Nakshatri博士说。Nakshatri是IU医学院乳腺癌研究的Marian J. Morrison教授，也是印第安那大学Melvin and Bren Simon综合癌症中心的Vera Bradley基金会乳腺癌研究中心的研究员。2021年12月去世的IU医学院杰出教授Hal Broxmeyer博士也为这项研究做出了贡献。
“我们身体不同部位的氧气含量几乎是我们在环境空气中发现的氧气含量的一半。”Nakshatri说，“氧气可以对肿瘤中不同蛋白质的功能产生不同的影响。它们可能会被激活、失去活动水平、退化或稳定。我们希望以一种更接近于它们在体内的方式来测试肿瘤，以便我们了解更多关于使用何种药物的信息。”
研究人员在两种不同类型的肿瘤上测试了三种不同的药物。他们将肿瘤一分为二，一部分在5%的氧气中进行测试，另一部分在测试前在室内氧气中进行测试。他们发现肿瘤细胞对5%氧气和室温氧气的敏感性水平不同。
“这项研究现在提出了更多我们需要回答的问题。”Nakshatri说，“为什么细胞的反应会有所不同？我们是否以正确的方式筛选针对癌细胞的药物？如果我们在生理氧水平上筛选药物，我们是否会通过在21%氧气水平下进行实验来找到这些年来可能错过的不同药物？”
研究人员希望研究肿瘤对其他各种氧气水平的不同反应。
Nakshatri解释说：“假设我们用我们现在在室内氧气中所做的方法来识别一种药物，然后在实验室中添加另一层测试，我们将细胞保持在生理氧气水平，并比较药物是否有效。如果它有效，那么我们就可以进入临床环境，从而增加药物成功的机会。”
