顶级专家指导:如何分离培养癌症干细胞

2019-10-08 14:52:58

  报道:多年来,癌症研究人员都在试图解答为何经过了成功的化疗或者放疗的患者,还是会出现复发呢,这个问题直到上个世纪70年代末的时候,癌症干细胞假说出现,科学家们假定了一小部分的癌细胞可以无限期地自我更新,从而引起不同细胞类型的肿瘤。这一假说也解释了为什么许多癌症药物会对标准的治疗进程产生抗药性:这些药物并没有影响到干细胞群。

  如果这一假说成立,那么针对癌症干细胞的药物也许能完全治愈癌症。也也就是为何时至今日,这么多科学家们都在努力研究癌症干细胞,了解它们是如何在癌症治疗后继续生存的。

  最早研究人员是在1997年发现了急性髓系白血病(AML)血液样品中的癌症干细胞,但是由于采用表面标记物证明实体肿瘤中癌症干细胞的存在,常常会出现不一致的结果,因此这一理论也引发了激烈的讨论。

  但是近年来科学家们在所有癌症类型(胶质母细胞瘤、结肠癌、胰腺癌、乳腺癌和肺癌)中发现了具有自我更新能力,启动肿瘤发生的细胞,因此讨论不再围绕着“癌症干细胞是否存在?”了,而是变成了“癌症干细胞的类型有多少种?”

  要想了解癌症干细胞并不容易,其中一大阻碍就是癌症干细胞的获得,许多医院会对肿瘤样品进行冷冻切片,而要从解冻组织中获得可用的细胞就没有从新鲜样品中取样那么简单了。另外一个问题在于根据细胞表面标记分离高纯度的细胞群。近期TheScientist杂志找到了一些专家,请教了他们在这些方面的经验。

  如何处理患者样品

  来自多伦多大学的JohnDick教授是癌症干细胞研究的鼻祖,就是他在做实验的时候发现,并不是所有的癌细胞都是经历相同的步骤发展而来的。尤其是其中小部分的具有自我更新能力的白血病细胞能发展成肿瘤,由此他将能发育成肿瘤的变异细胞命名为癌症干细胞。

  对于样品处理,他认为能否从临床医生那里获得新鲜组织是成功分离出癌症干细胞的关键,即使这很困难,但是用移液器或轻轻从患者样品切片,并将其放置在冰上,能最大限度的保存可用的分离细胞。

  从患者样品中分离癌症干细胞的第一步就是保存肿瘤的单一细胞悬浮液。对血液肿瘤进行研究的好处在于癌细胞已经存在于单一细胞悬浮液中了,通过已有的Ficoll分离手册,就能将其与红血细胞和血小板分离开来。同时为了放置Ficoll溶液溅出来,来自斯坦福大学的ChristopherDove建议在试管下面放一个玻璃巴氏滴管,这样就能通过滴管将溶液倒出来。淋巴细胞零污染十分关键:如果你认为红细胞可能也带进去了,那么就需要重做Ficoll分离。

  如果要处理冷冻过的血液样本,Dove建议将冷冻样品转移到DNase溶液中,用以降解在快速冻融过程中细胞死亡产生的DNA,这些DNA很“粘”,会将细胞黏在一起,加入DNase就能保持单细胞悬浮状态。“如果你解冻了4000万个细胞,但结果只计数到了300万个细胞,不知道其它3700万个细胞去哪儿了,那么就可以尝试DNase,”他建议道。

  另一方面,对于实体肿瘤来说要得到单细胞溶液就需要进行机械和化学处理了,这个过程常常会造成细胞损伤,因此研究人员需要额外注意使用的酶,例如,应避免使用胰蛋白酶,这种酶通常在培养过程中用于通行细胞,会清除细胞表面标记物,造成后期无法检测干细胞。

  来自多伦多大学的CatherineO’Brien则采用了一种作用温和的酶:TrypLEExpress,也可以用胶原酶作为胰蛋白酶的替代物,通常1厘米大小的肿瘤正合适,可以获得可用的产物溶液。而来自哥伦比亚大学的病理和细胞生物学教授PieroDalerba建议根据不同的肿瘤类型调整酶的种类和用量,比如大肠癌细胞生长在单层里,因此较易从患者组织中分离开来,对于这些更难的肿瘤,Clevers建议用胶原酶浸泡过夜。

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