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影响癌症研究的本质

发布时间: 2019-01-09

影响癌症研究的本质


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从机器学习预测到个性化细胞疗法-技术推动癌症研究


影响癌症研究的本质

Dipanjan Chowdhury 博士

哈佛医学院放射肿瘤学副教授

chowdhurylab.danafarber. org

在实验执行和数据分析方面,癌症研究正在从根本上发生改变。

低成本、高通量DNA测序的推出加速了数据生成过程。在一天之内,精细的仪器可运行涵盖数千个核酸的实验。由于生成数据不再是一个艰难的过程,因此,当前的挑战转变为全面解读数据集代表的含义。

Chowdhury博士正在创建一种新型血液测试方法,以快速检测早期卵巢癌。该测试可检测血液样本中被称为microRNA的非编码小RNA。尽管microRNA (22个碱基对)比基因更小,但人类细胞中仍含有一千多个这类序列。研究microRNA并不比研究基因组文库复杂,并且可以使用与基因组文库相同的测序技术快速生成数据。

Chowdhury说,“机器学习教会计算机识别模式。我们正在寻找microRNA的特征组合,而不是探究哪个基因会导致卵巢癌”

Chowdhury通过机器学习,充分利用卵巢癌患者血液样本测序所产生的大量数据。“我们可以为计算机提供来自数千种microRNA分子的信息。我们利用统计数据来了解卵巢癌患者与无癌细胞或良性肿瘤患者的microRNA水平分布概率。我们不知道有多少microRNA组合可以促进癌症发生。该算法给出了患卵巢癌的风险概率评分。”

据Chowdhury所述,机器学习将有可能解决癌症研究中的数据分析瓶颈。他说,“我相信这项技术也可以用于其他癌症,并取得类似的成功。”

除机器学习外,生命科学研究人员正在试验宏大的治疗计划,特别是在开发个性化医疗方面。嵌合抗原受体(CAR) T细胞等免疫疗法通过对患者自身细胞进行基因修饰,从而靶向并破坏白血病中的癌细胞。基因编辑是产生用于免疫治疗的CAR T细胞的关键技术。

CAR T细胞疗法已被证明有望治疗白血病,但仍然有许多因素阻碍了它在其他癌症类型中的应用。这些挑战包括实体瘤细胞缺乏独特抗原以及T细胞自身在浸润实体瘤方面的困难。

然而,这些问题可以通过改进抗原检测、改变基因编辑策略以及使用更精细的技术来解决。目前,有多个学术和制药实验室正在努力改进支撑CAR T细胞疗法的技术。

这些技术和疗法还处于初级阶段,但将机器学习和个性化医疗应用于癌症治疗的希望很大。


02
扩展现实将改变 未来的癌症研究


想象一下远离科技的生活…恐怕没有电话的日子都令人感到恐惧。尽管像《黑镜》这样的未来主义电视剧可能警示我们技术会攻击

人类,但也揭示了技术的强大力量—整合并改善我们的日常生活。

扩展现实(XR)是将有形的真实世界与全新的虚拟增强相结合的技术,包含增强现实(AR)、虚拟现实(VR)和混合现实(MR)-这就是我们所处的时代。从在街上追逐Squirtle到决定将IKEA™ LACK咖啡桌放在哪里,AR已经不仅是一种娱乐方式,而是一种新时代的便利工具。令人惊奇的是,通用航空公司目前正在使用VR来制造喷气发动机,医学生能够通过VR培训很快学会挽救生命的操作。一种用于捕捉精灵球的技术可以帮助解决世界上的一些重大问题,这看似很神奇,但它确实成为了现实世界中用于研究、治疗和监测癌症进展的新兴工具。XR与癌症研究有很多交集。在最近的消费电子展(CES)上,My Special Aflac Duck™机器人荣获CES 2018年度最佳奖项。这款互动玩具利用其混合现实功能,在儿童癌症治疗过程中为他们带来迫切需求的舒适性,从而为儿童患者提供帮助。在威尔康奈尔医学院,研究人员正在利用VR和MR研究致癌基因突变,希望能够帮助医生选择效果更好、起效更快的药物治疗。伍斯特理工学院的科学家正在利用HoloLens™应用等混合现实技术来

了解癌症的增殖和进展,通过对复杂的生物网络进行3D分析以研究蛋白质-基因相互作用。英国癌症研究中心目前正在使用VR技术开展肿瘤三维建模项目,以进一步了解癌细胞在肿瘤微环境中如何发生相互作用。

这些仅仅是XR在对抗癌症和改善癌症研究中的一小部分应用。无论您是不是Charlie Brooker的粉丝,这些拟真体验技术在未来十年的发展速度及其对癌症研究的影响,都绝对会吸引你的眼球-或眼镜


癌细胞的转染技巧

可以帮助改善癌细胞的转染



STEP1

在转染时降低培养基的血清含量 ( 降低至<10%)是可以接受的,但是需要在转染后4-24小时内更换完全生长培养基。

STEP2

转染过程中可以使用抗生素。

STEP3

在流式细胞术之前,在明场显微镜下观察细胞,确认细胞在使用Gibco™TrypLE™试剂孵育后的解离情况。







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