在动物或人类中进行测试之前，大多数癌症药物在实验室培养皿中生长的肿瘤细胞中进行评估。然而，近年来，人们越来越认识到这些细胞生长的环境不能准确地模拟肿瘤的自然环境，并且这种差异可能产生不准确的结果。

在一项新研究中，麻省理工学院的生物学家分析了通常围绕胰腺肿瘤的组织间液的组成，发现其营养成分与通常用于培养癌细胞的培养基不同。它也不同于血液，血液可以输送间质液并去除废物。

研究结果表明，与这种液体更相似的培养基中生长的癌细胞可以帮助研究人员更好地预测实验药物如何影响癌细胞，麻省理工学院生物学副教授，科赫综合研究所成员Matthew Vander Heiden说。癌症研究。

“这是一个明显的声明，肿瘤环境很重要，但我认为在癌症研究中，钟摆已经向基因转移，人们往往会忘记这一点，”该研究的高级作者之一范德海登说。

Alex Muir，前科赫研究所博士后现任芝加哥大学助理教授，也是该论文的高级作者，该论文刊登在4月16日的eLife期刊上。该研究的主要作者是麻省理工学院研究生Mark Sullivan。

环境很重要

科学家早就知道，癌细胞代谢营养素的方式与大多数其他细胞不同。这种替代策略有助于他们产生他们继续生长和分裂所需的构建模块，形成新的癌细胞。近年来，科学家们开始寻求开发干扰这些代谢过程的药物，并且在2017年批准了一种此类药物用于治疗白血病。

开发此类药物的一个重要步骤是在实验室培养皿中培养的癌细胞中测试它们。通常用于生长这些细胞的生长培养基包括碳源(例如葡萄糖)，氮和其他营养素。然而，在过去几年中，Vander Heiden的实验室发现，在这种培养基中生长的癌细胞对药物的反应不同于在小鼠癌症模型中的反应。

怀特黑德研究所的成员兼麻省理工学院生物学教授大卫萨巴蒂尼也发现，如果药物生长在类似于人体血浆营养成分的培养基中，而不是传统的生长培养基，那么药物会对癌细胞产生不同的影响。

“这项工作，以及世界各地其他几个团体的类似结果表明环境很重要，”范德海登说。“对我们来说真的是一个警醒，要真正了解如何找到癌症的依赖性，我们必须让环境正确。”

为此，麻省理工学院的研究小组决定研究组织间液的组成，组织间液可以吸收从血液中流过毛细血管扩散的营养物质。它的成分与血液的成分不同，在肿瘤中，它可能非常不同，因为肿瘤通常与血液供应的联系很差。

研究人员选择将注意力集中在胰腺癌上，部分原因是因为人们知道它特别缺乏营养素。在从小鼠胰腺肿瘤中分离间质液后，研究人员使用质谱法测量了100多种不同营养素的浓度，发现组织间液的组成与血液的组成不同(并且通常与培养基的组成不同)用来生长细胞)。研究人员发现，肿瘤间质液耗尽的一些营养素是对免疫细胞功能很重要的氨基酸，包括精氨酸，色氨酸和胱氨酸。

并非所有的营养素都在间质液中耗尽 - 有些更丰富，包括氨基酸甘氨酸和谷氨酸，已知这些氨基酸由一些癌细胞产生。

位置，位置，位置

研究人员还比较了胰腺和肺部生长的肿瘤，发现间质液的成分可能因肿瘤在体内和肿瘤起源部位的位置而异。他们还发现，在相同位置生长但具有不同基因组成的肿瘤周围的液体之间存在轻微差异;然而，测试的遗传因素没有肿瘤位置那么大的影响。

“这可能说明了什么决定环境中的营养成分是由癌细胞和肿瘤内非癌细胞之间的相互作用决定的，”范德海登说。

科学家此前发现，癌细胞可以募集那些非癌细胞，包括支持性基质细胞和免疫细胞，以帮助重建肿瘤周围的环境，促进癌症的存活和传播。

Vander Heiden的实验室和其他研究小组正在开发一种更接近模仿肿瘤间质液成分的培养基，因此他们可以探索在这种环境中生长的肿瘤细胞是否可用于更准确地预测癌症药物会影响身体细胞。

该研究由美国国立卫生研究院，Lustgarten基金会，麻省理工学院精确癌症医学中心，抗癌药物，霍华德休斯医学研究所和麻省理工学院路德维希中心资助。