癌症久攻不破,因为全世界科学家都用错了实验材料? | 一瓶可能禁锢了癌症研究60年的液体

作者: 杨心舟

来源: 环球科学

发布日期: 2019-01-04

癌症研究因使用错误的实验材料——一种60年未更换的培养基,导致研究结果难以重复。科学家们正在努力改进培养基,以更准确地模拟体内环境,从而提高研究的可重复性和准确性。

癌症研究的投入与产出一直难成正比,重复性也一直饱受诟病。为了实验更加简便安全,人类将癌细胞放在培养皿里进行研究,但超过60年,体外培养癌细胞的培养基一直没有更换过。许多科学家已经表示这种常规培养基与体液相差甚远,可能改变了癌细胞的性质,这也是癌症研究无法重复的原因,因为实验从一开始就错了。

1959年,一名叫Harry Eagle的医生制造了一瓶改变整个当代生物医药学研究的试剂,这瓶试剂看起来红得通透,隔远看就像人的血液一样,除了外观,里面的添加成分也在模拟人体的体液,包含了葡萄糖、盐分、必须的维生素以及氨基酸分子。这种液体在专业领域被称作EMEM(Eagle’s minimal essential medium),现在已经算得上是祖父辈的产品了。

当然这两种液体只能说可以维持细胞的基本生理状态,也就是说这两种液体培养基与实际体内的血液环境相差还是非常大的。如果想要更准确地研究细胞的生化性质,还要根据需求进行额外分子的补充。这一点在癌细胞研究中非常重要,因为癌细胞的特性与正常细胞相差很大,用EMEM或DMEM来培养可能会造成极大的数据错误。

近些年来,许多基础研究学科都遭受了重复性危机,除开多年饱受诟病的心理学研究,癌症研究也逐渐走入了歧途。在美国,政府每年要在癌症研究上投入将近50亿美金,这还不包括私人企业和其他机构参与支持的研究。但是投入和产出并没有成正比,过去20年癌症死亡率并没有预期的下降快,许多相关研究最终都走进了死胡同。

在2012年,美国安进癌症研究中心前任主席Glenn Begley就曾领导开展过大批量的往期实验重复,并将结果发表在了Nature上。就结果显示,53项在癌症领域被称作“里程碑”式的研究,只有6项可以重复出来。

大多数情况下,癌症研究在发表前都是处于严格保密状态,所有的实验条件都限制在唯一的实验室中,这就形成了只能通过实验室自查来保证实验结果,但许多研究室为了课题多向发展人手往往并不充足,连自查的都可能寥寥无几。

在今年1月2日发表在Science Advance上的一篇文章,Tardito展示了应该如何改进培养癌症细胞的培养基,他通过数年的配制和比较选择,选出了一种真正适合癌细胞生长的培养基,它称其为Plasmax,该培养基里面含有血液中常见的60种营养和化学分子。Tardito的实验显示,Plasmax对低密度癌细胞生长有明显促进作用,而DMEM则没有。

Tardito配制的Plasmax算是跨出了重要的第一步,但是距离Plasmxa的商业化应用还很远。商业化生产对于科学研究也是不可缺少的一环,商业培养基比各自实验室配制的培养基更标准化和产业化,其实是利于提升癌症研究的可重复性的。即使有实验室会自行尝试对培养基进行配制或者在DMEM里添加其他营养剂,但是在投入商业应用之前都不能为其他科学家带来显著作用。

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