北海道大學(xué)開發(fā)的一種水凝膠（一種軟物質(zhì)）在24小時(shí)內(nèi)成功地將6種不同類型的人類癌癥的癌細(xì)胞還原為癌癥干細(xì)胞。這可能帶來抗癌干細(xì)胞藥物和個(gè)性化藥物的開發(fā)進(jìn)展。北海道大學(xué)和國(guó)立癌癥中心研究所的研究人員在《自然生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上報(bào)告說，一種創(chuàng)新的水凝膠--稱為雙網(wǎng)絡(luò)(DN)凝膠--可以將分化的癌細(xì)胞迅速還原為癌癥干細(xì)胞。

這種水凝膠可用于幫助開發(fā)新的癌癥療法和針對(duì)癌癥干細(xì)胞的個(gè)性化藥物。癌癥是發(fā)達(dá)國(guó)家的主要死因，全球每年有超過860萬(wàn)人死于癌癥。盡管治療方法不斷進(jìn)步，但晚期癌癥患者的5年生存率仍然很低。其中一個(gè)原因是癌癥組織中含有癌癥干細(xì)胞，這些細(xì)胞對(duì)化療和放療有抵抗力。這些細(xì)胞會(huì)以 '根'的形式隱藏起來，或者在體內(nèi)循環(huán)，導(dǎo)致癌癥復(fù)發(fā)。

'癌癥干細(xì)胞是抗癌藥物的主要靶點(diǎn)，但由于它們?cè)诎┌Y組織中存在的數(shù)量非常少，因此難以識(shí)別。'北海道大學(xué)醫(yī)學(xué)部的田中伸彌教授解釋說。'了解癌癥干細(xì)胞的分子機(jī)制對(duì)于開發(fā)更好的癌癥治療方法至關(guān)重要。'

癌癥干細(xì)胞需要一個(gè)非常特殊的微環(huán)境。在這項(xiàng)研究中，研究小組調(diào)查了他們的DN凝膠是否可以重新創(chuàng)造合適的條件來誘導(dǎo)癌癥干細(xì)胞。DN凝膠由兩種化學(xué)物質(zhì)組成的網(wǎng)絡(luò)，并加入了大量的水，使其具有類似生物組織的軟、濕特性。

在研究中，DN凝膠在短短24小時(shí)內(nèi)就將6種不同的人類癌癥細(xì)胞系--腦癌、子宮癌、肺癌、結(jié)腸癌、膀胱癌和肉瘤的分化癌細(xì)胞迅速重編程為癌癥干細(xì)胞。癌細(xì)胞被放置在DN凝膠上后，它們開始形成球形結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生已知是癌癥干細(xì)胞標(biāo)記的特定分子，如SOX2和Oct3/4，又名山中因子，它以諾貝爾獎(jiǎng)得主的名字命名，表明它們已經(jīng)被重新編程。

研究人員還發(fā)現(xiàn)了一些參與癌細(xì)胞重編程的分子機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，鈣通道受體和蛋白骨素是誘導(dǎo)癌癥干細(xì)胞的關(guān)鍵。他們還發(fā)現(xiàn)，來自患者的腦癌細(xì)胞在DN凝膠上培養(yǎng)后，產(chǎn)生了名為血小板衍生生長(zhǎng)因子受體的受體。通過添加這些受體的分子抑制劑，他們能夠靶向性地消滅癌癥干細(xì)胞，這說明DN凝膠可以用來選擇治療藥物。此外，他們還發(fā)現(xiàn)，在DN凝膠上培養(yǎng)的腦癌細(xì)胞移植到小鼠腦中時(shí)，能有效地形成腫瘤。

這項(xiàng)研究為研究能夠針對(duì)癌癥干細(xì)胞的藥物鋪平了道路。'未來，DN凝膠可用于加強(qiáng)癌細(xì)胞類型診斷和生產(chǎn)個(gè)性化藥物，從而改善癌癥患者的預(yù)后。'田中伸彌說。