科學家找到一種新的致癌物質快速檢測方法,最快一星期就能出結果

今天，我們的生活方式讓我們每天接觸到多種化學物質:包裝食品、化妝品、建築材料、氣霧劑等等;這些化學物質中有許多已經被命名為「致癌物」。化學物質的致癌性是指它能導致人類或其他生物癌症。因為癌症是世界範圍內導致疾病、殘疾和死亡的主要原因，科學家們已經開發了幾種不同的方法來在實驗室中測試化學物質的致癌性。然而，這些方法很複雜，需要很長時間才能得出結果，這使得科學家很難測試大量的化學物質。

現在，由日本岡山大學的Seno Masaharu教授領導的一個國際研究小組最近在《科學報告》上發表了一篇論文，創造了一種可以快速實現這一目標的新方法。「我們的方法只需要一個星期就能產生結果。」Seno教授指出，這代表了對現有方法的相當大的改進。

這種方法包括幹細胞——一種成熟為具有特殊功能的各種不同細胞的前體細胞，如血細胞或神經元。以前,Seno教授的研究小組採用了小鼠身上一種特定的幹細胞，叫小鼠誘導多能幹細胞，建立一個模型，其中健康的幹細胞轉化為「癌性」幹細胞，也被稱為癌症幹細胞(或CSCs)，在一個小鼠肺癌細胞條件培養基保存4周。在這項研究中，研究人員推斷，在條件培養基中添加一種致癌化學物質可以促進這種轉化。

正常的誘導多能幹細胞是一種幹細胞，在適當的條件下可以再生發育成任何類型的人體組織。而癌症幹細胞其功能與正常幹細胞相似，它們是導致癌細胞形成、更新和增殖的原因。在一個癌症患者中，如果你切除了一個腫瘤並切除了所有其他的癌細胞但保留了CSCs, CSCs會導致癌症重新生長。CSCs是維持癌症的物質。研究一般認為，正常的幹細胞在特定的機體環境和/或遺傳條件下突變成CSCs。

基於這個想法，研究人員進行了一系列為期一周的實驗來測試110種化學物質。最後，他們發現三種化學物質——即PDO325901、CHIR99021和達沙替尼——導致了CSCs的形成。有趣的是，這三種物質實際上都能抑制導致癌細胞生長和存活的細胞內信號。

當研究人員給活小鼠注射接觸過這三種化學物質的幹細胞時，六周內惡性腫瘤在老鼠體內生長。通過將小鼠幹細胞暴露於這三種化學物質中獲得的CSCs也開始產生更多的蛋白質拷貝，這些蛋白質通常與癌細胞的生長有關。

通過進一步的分析，科學家們能夠識別出這些化學物質所觸發的特定的細胞路徑，從而導致這種轉化。

這些發現證明了這種快速檢測方法的有效性和潛力。Seno教授表示將有許多應用方法:「因為多能幹細胞能發育成成年人人體所有細胞，採用我們的方法可以獲得廣泛的癌症幹細胞, 有效評估許多化學物質對各種癌症的風險。這將導致更精確的癌症預防策略和治療。」他還斷言，這種篩查方法將是「研究癌症發展機制的良好資源」。

考慮到每年全世界有許多人遭受癌症的折磨，這項研究開發的方法和它的先驅可以為改善人們的生活做出重要的貢獻。

今年5月份，Seno教授在肝癌研究上取得重大進展，首次在沒有基因操作的情況下，由正常的誘導多能幹細胞成功建立肝臟CSC模型。

在實驗室裡，Seno教授和團隊將從小鼠身上獲得的誘導多能幹細胞置於有HCC細胞系(包括一種叫做Huh7細胞的肝癌衍生細胞)的條件培養液中。這些Huh7細胞分泌引起炎症的化學物質，創造了一種模仿肝臟慢性炎症的環境。這有望觸發誘導多能幹細胞向肝臟CSC的轉化。

為了知道這些細胞是否形成惡性腫瘤，他們將這些細胞注射到免疫缺陷小鼠的肝臟中，僅注射28天後，肝臟就出現了惡性腫瘤。與此相反，未治療的iPSCs可形成具有不同胚層的畸胎瘤樣腫瘤，為良性腫瘤。觀察和化學分析顯示，相當比例的惡性腫瘤細胞具有高核質比和高增殖率。

此外，在這些細胞中，肝癌相關的標記物如甲胎蛋白、糖甘酸3和癌胚抗原均有表達。因此，他們從誘導多能幹細胞中培育出來的細胞不僅被證實為CSCs，而且也被證實為肝臟CSCs。

這一研究表明，肝臟CSCs可以由正常幹細胞在無基因突變的慢性炎症環境中產生。它也為肝癌細胞如何轉移提供了一個模型。而模型是進一步科學研究的前提。根據這項研究建立的模型，可以開發和測試更有針對性的藥物，或許還可以發現預防技術，比如量身定做的飲食。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

原文來源：

https://medicalxpress.com/news/2020-08-culling-cancer-stems-rapid-carcinogen.html