全球首次!日本冈山大学成功利用iPS细胞制作出“肝癌模型”

日本冈山大学研究生院 健康系统综合科学研究科 纳米生物系统分子设计学研究室的妹尾昌治教授与Said M Afify博士组成的研究团队,利用分泌多种炎症性物质的人肝癌细胞株培养上清液,培养了小鼠的iPS细胞,并将iPS细胞诱导为癌症干细胞,然后将癌症干细胞移植到裸鼠的肝脏中,成功制作了肝癌模型。这一系列研究成果显示,无需像以往那样实施基因突变和插入缺失等操作,就可在器官中人为形成特定癌症(肿瘤),在肝癌中还是全球首次取得成功。

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妹尾昌治教授和Said M Afify博士

此次的研究成果表明,将癌症干细胞移植到正常组织中形成的肿瘤会表达肝癌特征性标志物并显示肝癌的形态,可以制作肝癌病理模型。

肝细胞癌,与其他癌症相比不容易出现症状,非常难以诊断,死亡率也比较高。此次的研究成果将进一步推进目前的癌症研究和治疗研究,作为新的研究模型,有望搞清楚从出现癌症干细胞到形成肝癌的分子机制做出巨大贡献。

<现状>

2008年,全球有70万人死于肝癌,仅次于造成140万人死亡的肺癌和74万人死亡的胃癌,是第三大致死癌症。单从日本来看,2017年肝癌的死亡率位居第五,仅次于肺癌、大肠癌、胃癌和胰腺癌。对于这种高死亡率的肝癌,如果有能对癌症的发生和生长阶段进行解析的“新肝癌模型”,则有望极大地促进治疗研究的发展。

妹尾教授的研究团队2012年全球首次利用小鼠iPS细胞成功制作了癌症干细胞,为癌症研究开辟了新局面。此前通过利用iPS细胞人工培养性质各异的癌症干细胞,成功制备了多种癌症干细胞,此外还以该技术为基础,持续积累了关于癌症特性的新发现。

<研究成果的内容>

在妹尾教授的研究团队里,埃及留学生Afify博士在2016~2019年的3年里一直致力于肝癌研究。但培养具备器官特征的癌症干细胞并不容易。本次研究筛选了分泌多种炎症性因子的人肝癌细胞株,通过添加其培养上清,在类似于慢性炎症的环境中培养了小鼠iPS细胞,然后将增加的细胞移植到免疫缺陷小鼠的肝脏中,成功形成了恶性肿瘤。

提取该肿瘤细胞进行培养,可以发现肝癌干细胞的多种特征性基因表达,另外还确认,将该细胞移植到肝脏中,能反复形成肝癌。尤其是在该实验中还观察到了肺转移,将来利用该模型进行转移研究也有望取得具体的成果。

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图:在分泌炎症性物质的癌细胞影响下,iPS细胞转化为肝癌干细胞

论文信息

论文题目:A Novel Model of Liver Cancer Stem Cells Developed from Induced Pluripotent Stem Cells

期刊:《British Journal of Cancer》

DOI:10.1038/s41416-020-0792-z

URL:https://www.nature.com/bjc/

本文摘自JST编辑部

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