植入癌症患者肿瘤的斑马鱼可以指导癌症治疗

2017-08-24 MedSci MedSci原创

8年前,发育生物学家丽塔·菲奥(Rita Fior)得知,她的母亲当时需要接受癌症治疗,但她选择不同的医院接受治疗,服用的药物是不同的。Fior就被吓了一跳。"你不知道服用药物A还是B更好,"她说。"这是一个大问题。" 目前她试图用一条鱼来解决这一问题。本周,在里斯本Champalimaud中心的Fior和她的同事们报告说,在斑马鱼的幼虫体内植入了人类肿瘤细胞。每条鱼代表一个病人的癌症的微型模型,


8年前,发育生物学家丽塔·菲奥(Rita Fior)得知,她的母亲当时需要接受癌症治疗,但她选择不同的医院接受治疗,服用的药物是不同的。Fior就被吓了一跳。"你不知道服用药物A还是B更好,"她说。"这是一个大问题。" 目前她试图用一条鱼来解决这一问题。

本周,在里斯本Champalimaud中心的Fior和她的同事们报告说,在斑马鱼的幼虫体内植入了人类肿瘤细胞。每条鱼代表一个病人的癌症的微型模型,同时也是治疗的测试平台。已经用小鼠创建了类似的癌症模型,但是,鱼类方法可能会更快更便宜,从而使更多患者可以使用。"斑马鱼在癌症治疗方面有独特的优势,"波士顿哈佛医学院的Leonard Zon说,他已经用这种鱼进行了十多年的癌症研究。

为了制造老鼠模型,研究人员将病人的癌细胞植入一些没有正常免疫系统的啮齿类动物,并测量各种药物是否能破坏动物体内的肿瘤。但这些老鼠的造模成本很高,通常需要2到6个月的时间才能做出判断。

斑马鱼已经成为广泛研究的实验室生物,它们的饲养成本更低,速度更快,但它们与人类在进化上的相似性比啮齿类动物更远。因此,Fior和她的同事们首先确定了在斑马鱼身上的肿瘤表现是否与人类的相同。当科学家们将人类结直肠癌细胞植入斑马鱼胚胎并使其生长4天后,肿瘤就呈现出三种人类实体瘤的特征: 快速的细胞分裂,血管生成以提供营养,并能扩散到身体的其他部位。

研究小组随后将常用于结肠癌的两种化疗鸡尾酒添加到鱼的水里,发现有些肿瘤缩小了,有些则没有。这一结果表明,斑马鱼模型可以区分有效和无效的药物。接下来,研究人员将五例患者的结直肠肿瘤细胞接种到不同的斑马鱼胚胎中,并用与患者相同的化疗药物组合给予鱼。研究小组在《美国国家科学院院刊》上的报道称,在五例病例中,四例在斑马鱼模型中的肿瘤反应正确地预测了手术后3个月至6个月内患者的肿瘤是否会反弹。

Fior说,由于老鼠造模需要时间,医生通常会在第一只失败后选择后续治疗。但她说,斑马鱼造模的所有步骤,从植入肿瘤到分析结果,只需要2周到3周,所以它们对选择病人的初始治疗很有帮助。

她和她的同事并不是第一个尝试建立斑马鱼与癌症关系的人,但他们的工作是迄今为止最有说服力的,Zon说。纽约市纪念斯隆凯特琳癌症中心的肿瘤学家理查德·怀特(Richard White)预测,斑马鱼在癌症个性化治疗中具有前景。"优势是简单、量大。"他说,为1000个病人创造老鼠模型是不可能的,"但要在鱼中做到这一点是很容易的。"

然而,Zon警告说,并不是所有的人类药物都在斑马鱼中发挥作用,所以"我们需要研究更多的病人,从广泛的角度来看,这种方法是如何发挥作用的。" Fior和他的同事们计划进行一项更大范围的结直肠癌以及患有其他类型癌症(如乳腺癌)的研究。


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