肿瘤细胞培养中的存在哪些问题?

肿瘤细胞培养存在着与正常组织中的特殊细胞培养类似的问题,尤其是人原发性肿瘤细胞。肿瘤细胞必须与正常的结缔组织细胞分开,最好通过使用支持肿瘤细胞生长而不支持正常细胞生长的选择培养基进行分离。尽管正常细胞选择性培养基的研制有了很大进展,但肿瘤细胞培养的进展却受到肿瘤组织样本间和样本内,甚至相同肿瘤类型的各种变异的限制。常惊奇地发现,肿瘤在体内生长,但在体外难以生长,这主要是因为肿瘤在体内生长具有显著地自主性,而不受正常的调控。


有些肿瘤细胞难以存活可能有许多原因。这些肿瘤细胞的营养需求不同于同等组织的正常细胞,或许除去间质实际上可能使肿瘤细胞失去了存货必须的基质、营养物质或信号。另一方面,对肿瘤细胞的稀释可为每个细胞提供足够的营养,但也可能由此稀释了细胞产生的自分泌生长因子。严格来讲,如果自分泌因子释放至细胞表面并作用于同一细胞,真正的自分泌因子不会受稀释的影响。但是,某些所谓的自分泌生长因子实际上可能是同分泌因子,即这些因子作用于邻近的同类细胞,而不是作用于释放因子的细胞本身。因此,需要相互作用的细胞群。如果间质能够自发地或对肿瘤细胞反应后产生需要的生长因子,与某些类型的间质细胞相互作用可提供旁分泌作用。

认为肿瘤细胞对生长因子的依赖性类似于肿瘤周围组织的正常细胞可能是不正确的。肿瘤细胞能够产生内源性自分泌生长因子如TGF-a,给予外源性生长因子如 EGF可竞争结合相同受体。另外,肿瘤细胞对―种生长因子或激素的反应将取决于其他生长因子的存在和细胞状态,有些其他生长因子可能是肿瘤细胞释放的。能够表达生长抑制和衰老基因的正常细胞,与含有一个或多个不活化或发生突变基因细胞的反应可能不同于与高表达促进生长癌基因细胞的反应。

因此,有许多可能的原因使肿瘤细胞对于营养和代谢环境的反应不同于同一谱系的正常细胞。为了证实这种差异,在肿瘤细胞的营养需要方面需要掌握更多的信息。但是,对于肿瘤异质性方面的研究令人为难。因为由不同肿瘤细胞系营养需要的知识获取的潜在性治疗效果不可能很大,所以更多强调研究肿瘤细胞对生长因子的反应和信号转导的差异。

由于遗传变异、终末分化、凋亡或自然衰老,肿瘤内大部分细胞的寿命可能有限。仅有少数肿瘤细胞类似于正常组织的干细胞,具有持续存活的潜在性。稀释培养不仅可降低这些肿瘤细胞与其他细胞的相互作用而且减少这些细胞的数目,以致细胞不可能存活。与原核生物不同,多细胞动物的细胞在分离状态下不容易存活。即使肿瘤是一个多细胞器官,其存活还需要连续的细胞间相互作用。肿瘤对于宿主的致死性在于无限制的浸润和克隆生长,但大部分肿瘤细胞可能起源于数目相当少的转化干细胞。肿瘤干细胞池很小,以致移植时的稀释可使其失去存活的某些必要条件,尤其是由间质细胞产生的旁分泌生长因子以及与其他亚克隆肿瘤细胞的同分泌相互作用。

总之,目的是建立正确的限定性营养和激素环境,或者即使不能限定也可提供维持性环境。尽管尚未限定,但能够使合适细胞或典型细胞存活。为了使肿瘤细胞生长,一直倾向于使用血清和饲养层。仅有少数肿瘤适应于无血清培养。由于TGF-β不能抑制许多转化细胞,除抑制成纤维细胞生长外,没有必要同样去除血清,这仍是个主要问题。用适合于同等正常细胞的培养基从肿瘤获得细胞系仍然是最符合逻辑的方法,即使添加少量血清或其他细胞的条件培养液。

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