葉玉如教授
香港科技大學

挑戰——開發新的癌症發展模型的必要性

對於癌症和阿爾茨海默病等疾病的模型建立,解剖其疾病的機制至關重要。

雖然複雜動物模型和永生化細胞株(可不斷增長的特定細胞株)領域的研究提供了關於癌症的重要分析,但這些研究並未能成功地轉化成臨床應用。在動物模型中發揮作用的癌症療法可能未必在治療患者的臨床試驗中發揮同樣的作用。標準模型可能僅基於模型來源提供關於癌症狀態的訊息,而並不考慮癌症早期生長情況,缺乏對癌症細胞如何根據不同細胞訊號線索決定自身發展趨勢並擴大種群的了解。

我們需要建立人類癌症發展的模型,豐富我們對癌症病理早期階段的知識,提供有利於預防癌症的新見解。這將有利於加強癌症預防,開發早期癌症檢測的生物標誌物,並為患者提供個性化精準醫療,阻止癌症進一步發展,從而挽救患者的生命。

解決方案——幹細胞癌症生長模型的應用

得益於亞洲癌症研究基金會的長期資助,來自香港科技大學的資深研究員葉玉如教授正開發一種研究癌症及其它人類疾病的替代方法,可幫助我們了解疾病的早期階段的發展。

葉教授的團隊將使用一種幹細胞建立模型,名為“誘導性多能幹細胞”(iPSCs)。在實驗室培養的誘導性多能幹細胞具有幹細胞的兩種特性:1)誘導性多能幹細胞可在實驗室培養皿中無限生長和再生; 2)誘導性多能幹細胞保留了分化為特定細胞的能力(多能性)。團隊研究人員將利用人體乙淋巴細胞或淋巴母細胞的標準細胞株,通過先進的分子生物學技術,借助分子轉化因子,把細胞重新編程成誘導性多能幹細胞。隨後在特定的分化培養基中培養該細胞,使其生長成不同的腫瘤細胞和人體細胞類型的前體,即多能性。

研究人員將通過重新編程而來的誘導性多能幹細胞重點研究澱粉樣前體蛋白——它不僅與阿爾茨海默病相關,在胰腺癌、結腸癌、乳癌、前列腺癌、肺癌和其它癌症中也有異常表達,最近還被證明與癌細胞增殖以及從腫瘤轉移到健康組織有顯著相關性。

葉教授的團隊將使用基因編輯技術編輯誘導性多能幹細胞株的澱粉樣前體蛋白基因。通過調節澱粉樣前體蛋白的異常表達,團隊能夠利用這些基因細胞株來研究癌症早期的病理機制。

影響——了解特定癌症基因如何誘導癌症發展的新模型

利用複雜的誘導性多能幹細胞生成技術,葉教授將探索一種新的方法讓大家了解癌症如何通過澱粉樣前體蛋白異常表達從普通細胞發展而來。有了這一新模型,就可能知道癌細胞如何在癌症早期發展中對環境線索作出反應。

如今,可實現個性化治療的患者衍生模型不斷增加,而從患者腫瘤細胞中提取的誘導性多能幹細胞可以作為一種新的患者衍生模型。

通過誘導性多能幹細胞,可以識別出檢測早期癌症的潛在生物標誌物,還可評估相關基因對癌症和精準醫療的影響與作用。

Chinese, Traditional

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