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一文带你全面了解癌症和热点研究趋势

日期: 来源:生命科学前沿收集编辑:
癌症是一个重要的全球公共卫生问题。截至2020年,全球有1000万人死于癌症。它是全球第二大死亡原因,已经造成了六分之一的死亡。几乎所有癌症,如果能在早期被发现、诊断和治疗,生存率机会将大大增加。

一、癌症的发现与诊断

癌症在本质上是基因病。各种环境和遗传的致癌因素引起DNA损害,从而激活原癌基因和(或)灭活肿瘤抑制基因,加上凋亡调节基因和(或)DNA修复基因的改变,继而引起表达水平的异常,使靶细胞发生转化。
很多癌症在早期可以没有任何症状,多数癌前病变更是几乎没有感觉,直到恶性肿瘤压迫正常组织、影响身体功能,才会表现出症状。一旦患者本人发觉,就已经到了中晚期。以肝细胞癌为例,其可以根据影像学标准或组织活检来诊断。在肝硬化肝脏中,肝脏结构和细胞形态改变以及间质或血管浸润,免疫组化标记物如glypican 3,heat shock protein 70和谷氨酰胺合成酶表达水平也发生变化[1]。

二、癌症发生机制

由于癌症的复杂性导致人类对癌症发病机制的认识经历了一个漫长的过程,从过去单一和物理致癌、化学致癌、病毒致癌、突变致癌学说上升到多步骤、多因素综合致癌理论。在癌症发生时,一些基因在调节细胞活性中起关键作用,一旦发生突变或异常活动,细胞的正常调节过程受到破坏,细胞的增殖、分化与凋亡三者失去平衡,就形成了癌症。

肺癌发病机制中涉及的主要生长转导通路和靶向通路中改变分子的药物[2]

三、癌症治疗手段

以肺癌为例,在过去的 20 年里,治疗已经从经验性使用细胞毒性疗法发展为针对肺腺癌中特定分子亚型的有效且耐受性更好的方案[3]。

二十年来用于治疗非小细胞肺癌的靶向疗法和免疫疗法的发展
1.分子靶向疗法
分子靶向疗法是指攻击具有“驱动癌症发展的突变基因”的肿瘤细胞,如EGFR(表皮生长因子受体)和ALK(编码一种跨膜受体酪氨酸激酶),ROS1(编码受体酪氨酸激酶),但随着反应持续时间增加,患者最终会对这些药物形成耐药性。目前,科学家们仍在积极开发额外的分子靶点[3]。
2.免疫疗法
免疫疗法是通过抑制T细胞表面的PD-1蛋白与肿瘤细胞上的伴侣蛋白PD-L1的相互作用,阻断了“阻止机体免疫T细胞攻击肿瘤”。例如靶向细胞毒性 T 淋巴细胞抗原 4 (CTLA-4) 的单克隆抗体和针对 PD-1或PD-L1的抗体,已经成为肺癌治疗的新方向。
但是,有很多肿瘤并不表达PD-L1,因此,PD-1/PD-L1抑制剂无法对这类肿瘤发挥作用,未来需要探究如何让肿瘤对不同的疗法产生敏感性。此外,与靶向疗法一样,大多数肿瘤会随着时间的推移对免疫疗法产生耐药性[3]。
3.液体活检
2016年,FDA批准了首个用于非小细胞肺癌的液体活检测试。这种测试通过对血液循环中的癌症DNA片段进行测序来发现不同类型的EGFR突变。现在,专家们还在积极探索针对这种循环游离癌症DNA更先进的测试。
近年来,癌症相关领域的研究进展颇丰,接下来我们一起看看专家是如何对这些热点进行研究的:

癌症与类器官

2020年4月,一篇发表在干细胞Top期刊Cell Stem Cell的题为“Plasticity of Lgr5-Negative Cancer Cells Drives Metastasis in Colorectal Cancer”的文章,我们可以看到文中使用了多达20种赛默飞系列产品,包括培养小鼠肿瘤类器官的advanced DMEM/F12 培养基,B27,以及类器官流式细胞分析所用的胶原酶,TryplE[4]。

癌症与代谢

2022年1月,一篇发表在Oncogene的题为“MiR-378a inhibits glucose metabolism by suppressing GLUT1 in prostate cancer”的文章,使用了7种赛默飞系列产品,包括转染试剂lipofectamine RNAiMAX,Opti-MEM减血清培养基以及研究细胞周期的RNase A和乳酸分泌的RPMI 1640[5]。

癌症与铁死亡

2022年1月,一篇发表在PLOS杂志的题为“Curcumin suppresses tumorigenesis by ferroptosis in breast cancer”的文章,研究人员使用了11种赛默飞系列产品研究肿瘤细胞的谷氨酰胺摄取能力和ROS水平,如:L-glutamine,liquid scintillation counter等等。这些高质量的产品为研究人员的高质量成果发表提供了保证[6]。

癌症与免疫

2022年1月,一篇发表在Nature杂志的题为“STING-induced regulatory B cells compromise NK function in cancer immunity”的文章,研究人员使用了14种赛默飞系列产品研究了肿瘤细胞免疫,包括NK细胞毒性机制探究所需的TRAIL-neutralizing antibodies和用于流式实验样本处理的eBioscience 10×红细胞裂解液等等[7]。
从以上高水平杂志发表的文章中,我们看到不同热点方向的癌症研究中,很多研究人员选择了赛默飞的产品,无论在分子、蛋白还是细胞水平的研究,都能使用到赛默飞的产品。赛默飞的癌症研究全流程解决方案,包括:细胞培养、类器官构建、肿瘤免疫、标志物筛选等等。赛默飞多年的技术积累,在下列产品中取得了巨大的成就和认可。


类器官培养



Advanced DMEM/F-12


Advanced DMEM/F-12富含正常血清成分,所需 FBS 添加量减少了50%-90%,但可获得相同或更优的细胞生长效果。


Geltrex


Geltrex基质是基质是从鼠类 Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) 肿瘤中提取的可溶性基底膜形式, 批间一致性蛋白浓度有助于确保获得可重现的结果。


药物筛选



KingFisher ™ 自动磁珠纯化设备


Thermo Scientific™ KingFisher™ Flex自动磁珠纯化系统是新一代自动化生物文库筛选平台,将手动筛选过程实现自动化。《抗体工程》2010版将KingFisher Flex作为自动化文库筛选标准化流程予以推荐。美国Recombinant Antibody Network成员也都采用KingFisher Flex进行自动化文库筛选。


Invitrogen™ Dynabeads™ 磁珠


Invitrogen™ Dynabeads™磁珠用于体外诊断长达三十余年,是生物磁性分离的金标准,有超过五万篇文献的引用。链霉亲和素偶联的Dynabeads已广泛应用于各种手动和自动化操作领域,分离任何生物分子——只需加入生物素化的配体即可。


标志物筛选



iWestern工作流程


iWestern流程使用NuPAGE蛋白预制胶保护蛋白完整性,SuperSignal Atto极敏底物让微量内源蛋白无处藏身,经过严格验证的Invitrogen抗体确保结果可靠性,iBright智能成像系统的910万高分辨率镜头灵敏地捕获"蛛丝马迹"。正所谓"千面蛋白,准确捕获"。


Thermo Scientific Pierce 交联法IP/co-IP Kit

基于传统 IP 方法进行优化,使用交联剂将IP 抗体与蛋白 A/G进行固定,以实现抗原免疫沉淀而无抗体污染。带来的主要好处是能够高效纯化目标蛋白而不用担心被抗体条带影响。此外经过优化的试剂盒可更有效地从树脂中清洗和分离样品[10]。


ProcartaPlex多因子试剂盒和ELISA试剂盒

提供未包被和预包被 ELISA 试剂盒以及ProcartPlex多因子检测。采用同种抗体,轻松无缝切换不同检测平台。全部经过可靠性和特异性验证。目前已经推出全球最大80因子的panel。

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参考文献:

[1]Gilles H, Garbutt T, Landrum J. Hepatocellular Carcinoma. Crit Care Nurs Clin North Am. 2022 Sep;34(3):289-301. doi: 10.1016/j.cnc.2022.04.004. Epub 2022 Jul 20. PMID: 36049848.

[2]Sato M, Shames DS, Gazdar AF, Minna JD. A translational view of the molecular pathogenesis of lung cancer. J Thorac Oncol. 2007 Apr;2(4):327-43. doi: 10.1097/01.JTO.0000263718.69320.4c. PMID: 17409807.

[3]Herbst RS, Morgensztern D, Boshoff C. The biology and management of non-small cell lung cancer. Nature. 2018 Jan 24;553(7689):446-454. doi: 10.1038/nature25183. PMID: 29364287.

[4]Fumagalli A, Oost KC, Kester L, Morgner J, Bornes L, Bruens L, Spaargaren L, Azkanaz M, Schelfhorst T, Beerling E, Heinz MC, Postrach D, Seinstra D, Sieuwerts AM, Martens JWM, van der Elst S, van Baalen M, Bhowmick D, Vrisekoop N, Ellenbroek SIJ, Suijkerbuijk SJE, Snippert HJ, van Rheenen J. Plasticity of Lgr5-Negative Cancer Cells Drives Metastasis in Colorectal Cancer. Cell Stem Cell. 2020 Apr 2;26(4):569-578.e7. doi: 10.1016/j.stem.2020.02.008. Epub 2020 Mar 12. PMID: 32169167; PMCID: PMC7118369.

[5]Cannistraci A, Hascoet P, Ali A, Mundra P, Clarke NW, Pavet V, Marais R. MiR-378a inhibits glucose metabolism by suppressing GLUT1 in prostate cancer. Oncogene. 2022 Mar;41(10):1445-1455. doi: 10.1038/s41388-022-02178-0. Epub 2022 Jan 17. PMID: 35039635; PMCID: PMC8897193.

[6]Cao X, Li Y, Wang Y, Yu T, Zhu C, Zhang X, Guan J. Curcumin suppresses tumorigenesis by ferroptosis in breast cancer. PLoS One. 2022 Jan 18;17(1):e0261370. doi: 10.1371/journal.pone.0261370. PMID: 35041678; PMCID: PMC8765616.

[7]Li S, Mirlekar B, Johnson BM, Brickey WJ, Wrobel JA, Yang N, Song D, Entwistle S, Tan X, Deng M, Cui Y, Li W, Vincent BG, Gale M Jr, Pylayeva-Gupta Y, Ting JP. STING-induced regulatory B cells compromise NK function in cancer immunity. Nature. 2022 Oct;610(7931):373-380. doi: 10.1038/s41586-022-05254-3. Epub 2022 Oct 5. PMID: 36198789; PMCID: PMC9875944.

[8]Steele NG, Chakrabarti J, Wang J, Biesiada J, Holokai L, Chang J, Nowacki LM, Hawkins J, Mahe M, Sundaram N, Shroyer N, Medvedovic M, Helmrath M, Ahmad S, Zavros Y. An Organoid-Based Preclinical Model of Human Gastric Cancer. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2019;7(1):161-184. doi: 10.1016/j.jcmgh.2018.09.008. Epub 2018 Sep 20. PMID: 30522949; PMCID: PMC6279812.

[9]Saito Y, Muramatsu T, Kanai Y, Ojima H, Sukeda A, Hiraoka N, Arai E, Sugiyama Y, Matsuzaki J, Uchida R, Yoshikawa N, Furukawa R, Saito H. Establishment of Patient-Derived Organoids and Drug Screening for Biliary Tract Carcinoma. Cell Rep. 2019 Apr 23;27(4):1265-1276.e4. doi: 10.1016/j.celrep.2019.03.088. PMID: 31018139.

[10]Saima Sajood, T. S. Keshava Prasad, Basharat Bhat, Zuhiab F. Bhat, Riaz A Shah, Hina F Bhat. Comparison of co-immunoprecipitation techniques for effective identification of SNTA1 interacting proteins in breast cancer cells.

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