新型4D肺癌模型或可加速癌症靶向疗法的开发

  近年来由于没有较好的模型来用于进行癌症转移的研究，癌症研究者们都在通过不懈地努力来理解肿瘤的进展情况，而靶向作用肿瘤转移的新型疗法的研发进程也略显缓慢；最近一篇发表于国际杂志The Annals of Thoracic Surgery上的研究论文中，来自Methodist研究所的研究人员通过研究开发了一种新型的离体肺癌模型，其可以模拟肿瘤进展的过程。
  研究者Min P. Kim说道，我们的模型可以真正捕捉到癌症转移的不同过程，同时这种新型模型还可以用于研究肺癌以外的其它癌症的转移。研究者通过移除脊椎动物肺部的所有细胞，仅留下了覆盖组织细胞的基质，从而开发出了这种新型的4-D肺癌模型，这种基质可以供给细胞生长和发育所需的营养物质；而对于天然的肺部基质而言，一旦移除细胞，肺部机制就可以被修饰，并且可以被置于生物反应器中来促进人类肿瘤细胞的生长。
  这种4D模型并不像肿瘤模型，其可以促进肿瘤细胞形成3D的根瘤组织，研究者Kim将这种早期的模型版本称之为3-D离体模型，这种模型的四维形态就是具有流动性；4-D肺癌模型可以促进模型自身表现出原发性肿瘤的生长状态，循环肿瘤细胞的形成状态以及转移性病灶的形成情况，而癌症进展的三个阶段并不是单一体外或离体模型的一部分，体内模型的转移通常需要研究者等待数月才可以获得癌症转移的信息，而这种新型的4D模型却可以在数天之内提供癌症转移的数据和信息。
  同时研究人员还调查了肿瘤进展不同阶段癌细胞中基因的表达情况，结果发现实验性循环肿瘤细胞的基因特性和肺癌患者较差的生存率直接相关；而新型模型则会考虑到癌症转移阶段循环肿瘤细胞特殊基因特性的相关信息，这就为理解肿瘤转移的机制提供了一定的线索。
  未来研究中，研究者将主要对循环肿瘤细胞的特殊基因特性进行研究，来更好地理解肿瘤恶化转移的机制，本文研究对于研究人员开发新型疗法来阻断肺癌患者机体的肿瘤转移提供了新的线索和思路。（转化医学网360zhyx.com）
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Ex Vivo Four-Dimensional Lung Cancer Model Mimics Metastasis
The Annals of Thoracic Surgery     DOI:10.1016/j.athoracsur.2014.08.085
Dhruva K. Mishra, PhD, Chad J. Creighton, PhD, Yiqun Zhang, MA, Fengju Chen, MS, Michael J. Thrall, MD, Min P. Kim, MDcorrespondenceemail
Background
We have developed a four-dimensional (4D) lung cancer model that forms perfusable tumor nodules. We determined if the model could be modified to mimic metastasis.
Methods
We modified the 4D lung cancer model by seeding H1299, A549, or H460 cells through the trachea only to the left lobes of the acellular lung matrix. The model was modified so that the tumor cells can reach the right lobes of the acellular lung matrix only through the pulmonary artery as circulating tumor cells (CTC). We determined the gene expressions of the primary tumor, CTCs, and metastatic lesions using the Human OneArray chip.
Results
All cell lines formed a primary tumor in the left lobe of the ex vivo 4D lung cancer model. The CTCs were identified in the media and increased over time. All cell lines formed metastatic lesions with H460 forming significantly more metastatic lesions than H1299 and A549 cells. The CTC gene signature predicted poor survival in lung cancer patients. Unique genes were significantly expressed in CTC compared with the primary tumor and metastatic lesion.
Conclusions
The 4D lung cancer model can isolate tumor cells in 3 phases of tumor progression. This 4D lung cancer model may mimic the biology of lung cancer metastasis and may be used to determine its mechanism and potential therapy in the future.