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目前來看,日本疫情似乎挺嚴重的。日本醫師會(簡稱日醫)昨天召開了有關新型冠狀病毒感染症的記者會。政府專家會議成員之一的常任理事釜萢敏就伴隨疫情擴大的緊急事態宣言表示:「我個人認為,或許到了發布並且據此進行應對的時期。」但即使在這種情形下,日本科學家們仍沒有放棄新冠肺炎以外的疾病,前兩天日本就宣布他們用ips細胞製作出了全球首例肝癌模型。
首先,請大家了解下ips細胞的基本概念
iPS 細胞的標準名稱,叫「人工多功能性幹細胞」,這種多能幹細胞,是指體細胞在導入多能遺傳基因,以及其他誘導因子的作用下進行基因的重新編排,從而得到擁有與胚胎幹細胞相似的分化潛力的幹細胞。
這些醫學概念聽起來有點玄乎,不好理解。我們說得直白一點,就是iPS細胞也屬於幹細胞的一種,但是屬於高級版,因為通過基因的重新編排,這種細胞具有跟你生下來時帶有的胚胎幹細胞相似的分化潛能,並能產生出一種誘導性,可以進行定向的幹細胞治療。理論上來說,使用iPS 細胞可以再造人體器官,補充、修復人體受損器官和組織。譬如說,你的腎臟壞了,你可以使用自身細胞培植出來的iPS細胞再造一個腎臟換上去,而不需要等著別人捐給你。比如,你發現自己臉上有了皺紋,那就用iPS細胞修復自己的肌膚,讓自己重返年輕。
日本岡山大學研究生院 健康系統綜合科學研究科 納米生物系統分子設計學研究室的妹尾昌治教授與Said M Afify博士組成的研究團隊,利用分泌多種炎症性物質的人類肝癌細胞株培養上清液,培育出小鼠的iPS細胞,並將iPS細胞誘導為癌症幹細胞,然後將癌症幹細胞移植到裸鼠肝臟中,製備成肝癌模型。這一系列研究成果顯示,無需像以往那樣實施基因突變和插入缺失等操作,就可在器官中人為形成特定腫瘤,這也是全球首次成功製備人工肝癌模型。
妹尾昌治教授和Said M Afify博士
此次的研究成果說明了,將小鼠癌症幹細胞移植到正常組織中形成的腫瘤會表達肝癌特徵性標誌物並顯示肝癌形態,這就是肝癌病理模型。
肝細胞癌和其他癌症相比症狀很不明顯,非常難以早期診斷,死亡率也比較高。此次的研究成果將進一步推進目前的癌症和治療方案研究,作為新的研究模型,有望搞清楚肝癌形成過程的分子機製做出巨大貢獻。
現狀
2008年,全球有70萬人死於肝癌,僅次於肺癌(140萬人死亡)和胃癌(74萬人死亡),是排名第三的致死癌症。單就日本看,2017年肝癌的死亡率位居第五,僅次於肺癌、大腸癌、胃癌和胰腺癌。對於這種死亡率很高的癌症,如果有能對癌症的形成和發展階段進行解析的「肝癌模型」,則有望極大促進治療研究發展。
妹尾教授的研究團隊2012年就利用小鼠iPS細胞成功製備出癌症幹細胞,為癌症研究開闢了新天地。此前通過利用iPS細胞人工培養性質各異的癌症幹細胞,成功製備了多種癌症幹細胞,此外還以該技術為基礎,持續積累了關於癌症特性的新發現。
研究成果的內容
在妹尾教授的研究團隊裡有位Afify博士在2016~2019年三年間一直專攻肝癌研究。但培養具備器官特徵的癌症幹細胞本身很不容易。本次研究篩選了分泌多種炎症性因子的人肝癌細胞株,通過添加其培養上清,在類似於慢性炎症的環境中培育出小鼠iPS細胞,然後將製備好的細胞移植到免疫缺陷小鼠肝臟中,一段時間後成功形成了肝癌腫瘤,這也是世界上首個成功的肝癌模型。
提取該腫瘤細胞進行培養,可以發現肝癌幹細胞的多種特徵性基因表達,另外還確認,將該細胞反覆移植到肝臟中,能多次形成肝癌。尤其是在該實驗中還觀察到了肺轉移,將來利用該模型進行轉移研究也有望取得具體的成果。
圖:在分泌炎症性物質的癌細胞影響下,iPS細胞轉化為肝癌幹細胞
在臨床上研究疾病的本質難免帶有一定的局限性,許多病原體出人意外也能引起多種動物的感染,其症狀雖然不可能和人完全相同,但是通過對動物模型人畜共患病的比較,則可以充分認識同一種病原體給不同機體帶來的傷害,使研究工作上升到立體的水平來揭示某種疾病的本質。這次的肝癌模型也是一樣,肝癌作為發病率死亡率都很高的一種癌症,目前也很難治,此次日本研究出ips肝癌模型,可以說無論對病理還是治療方案探索,都是很大的推動力,日本醫療觀光株式會社也希望科學家們能繼續努力,早日戰勝疾病這一人類共同的敵人!
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