บทนำ

เซลล์ NCI-H1781, ซึ่งยังเป็นที่รู้จักด้วยชื่ออื่น ๆ เช่น H1781, H-1781 และ NCIH1781 (Cellosaurus accession CVCL_1494), เป็นสายเซลล์มะเร็งปอดเซลล์ไม่เล็ก (NSCLC) ของมนุษย์ ที่ถูกสร้างขึ้นผ่านโครงการสายเซลล์มะเร็งปอดของ NCI อย่างเป็นระบบ และถูกบันทึกไว้ในฐานข้อมูลสายเซลล์ของ NCI-Navy Medical Oncology Branch เป็นครั้งแรก [1] สายเซลล์นี้กลายเป็นแบบจำลองหลักในการวิจัยมะเร็งปอดชนิดเซลล์ไม่เล็ก (NSCLC) เนื่องจากมีกลายพันธุ์การแทรกในเอ็กซอน 20 ของ HER2 ที่กระตุ้นการทำงาน (G776insV_G/C, คือการแทรกของกลีซีน-776→วาลีน/ซิสเทอีน, ซึ่งยังเขียนว่า A775insV,G776C) ซึ่งเป็นประเภทการกลายพันธุ์ที่ขับเคลื่อนการเกิดโรค (driver alteration) ที่พบในประมาณ 2–3% ของมะเร็งต่อมน้ำเหลืองในปอด พื้นฐานทางพันธุกรรมที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทำให้ NCI-H1781 กลายเป็นสายพันธุ์ที่ขาดไม่ได้ในการประเมินตัวยับยั้งไคเนสที่มุ่งเป้าไปที่ HER2 การศึกษากลไกการต้านทาน และการวิเคราะห์ลักษณะการส่งสัญญาณก่อมะเร็งในขั้นตอนต่อไป โครงการจีโนมิกส์ขนาดใหญ่ เช่น Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE) และโครงการ Cancer Dependency Map ได้เพิ่มข้อมูลอธิบายเพิ่มเติมให้กับสายพันธุ์นี้ด้วยชุดข้อมูลมัลติโอมิกส์ ซึ่งขยายประโยชน์การใช้งานของมันไปยังการศึกษาฟาร์มาโคจีโนมิกส์แบบครอบคลุมทุกชนิดมะเร็ง [2]

จุดสำคัญที่ควรจดจำ

• NCI-H1781 มีการกลายพันธุ์แบบแทรกในเอ็กซอน 20 ของ HER2 ที่ทำให้เกิดการกระตุ้น (G776insV_G/C, หรือที่เขียนว่า A775insV,G776C) ซึ่งกระตุ้นสัญญาณ HER2 และ EGFR อย่างต่อเนื่อง
• สายเซลล์นี้เป็นแบบจำลองหลักในหลอดทดลองสำหรับการทดสอบสารยับยั้งเอนไซม์คินาส HER2 แบบไม่สามารถกลับคืนได้และแบบสามารถกลับคืนได้ในมะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์เล็ก (NSCLC)
• การกลายพันธุ์แบบโฮโมไซกัสของ TP53 (p.Val157Phe) และการกลายพันธุ์แบบเฮเทอโรไซกัสของ PTEN ที่ทำให้เฟรมการอ่านเปลี่ยนไป พบอยู่ร่วมกับการเปลี่ยนแปลงของ HER2 ที่เป็นปัจจัยขับเคลื่อน
• ข้อมูลอธิบายแบบมัลติโอมิกส์ที่ครบถ้วน (การหาลำดับจีโนมเอ็กโซมทั้งหมด, RNAseq, โปรตีโอมิกส์, SNP arrays, การคัดกรองยา) สามารถเข้าถึงได้โดยสาธารณะผ่านโครงการของกลุ่มความร่วมมือขนาดใหญ่
• สายพันธุ์นี้มีความต้านทานโดยธรรมชาติต่อสารยับยั้งไทโรซีนไคเนสที่เลือกเฉพาะ EGFR เช่น gefitinib และ erlotinib ซึ่งทำให้มันเป็นแบบจำลองการต้านทานที่มีค่า

NCI-H1781 คืออะไร?

NCI-H1781 ได้มาจากน้ำในช่องเยื่อหุ้มปอดของผู้ป่วยหญิงอายุ 66 ปี ที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นมะเร็งต่อมน้ำเหลืองในปอดแบบรุกรานน้อย สายเซลล์นี้ถูกสร้างขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของโครงการสายเซลล์มะเร็งปอดภายใน NCI ซึ่งเป็นความพยายามอย่างเป็นระบบที่เริ่มขึ้นในปี 1976 เพื่อสร้างแบบจำลองมะเร็งในมนุษย์ที่มีข้อมูลอธิบายอย่างครบถ้วน [3] ลักษณะทางพันธุกรรมที่เป็นตัวกำหนดคือ การแทรกตัวในกรอบอ่าน (in-frame insertion) แบบเฮเทอโรไซกัสที่เอ็กซอน 20 ของ HER2 ซึ่งเพิ่มกรดอะมิโนเพิ่มเติมที่ตำแหน่ง 776 ของโดเมนไคเนส ทำให้เกิดตัวรับที่ทำงานอย่างต่อเนื่อง สายพันธุ์นี้ยังมีการกลายพันธุ์แบบมิสเซนส์ของ TP53 แบบโฮโมไซโกต (p.Val157Phe) ซึ่งถูกระบุครั้งแรกโดย Mitsudomi และคณะ, [4] และภาวะเฟรมชิฟต์แบบเฮเทอโรไซกัสของยีน PTEN (p.Gln245fs*6) ที่ได้รับการยืนยันผ่านโครงการวิเคราะห์ลำดับเอ็กโซมในวงกว้าง [2] [8] การวิเคราะห์ความไม่เสถียรของไมโครซาเทลไลต์ (MSI) ได้จัดประเภทสายพันธุ์นี้ว่าเป็น MSI-low ส่วนการประเมินต้นกำเนิดทางพันธุกรรมชี้ให้เห็นว่าสายพันธุ์นี้มีพื้นหลังทางพันธุกรรมหลักจากยุโรปตอนเหนือและตอนใต้ [5] จุดสำคัญคือ EGFR ในสายเซลล์นี้อยู่ในรูปแบบไวลด์ไทป์ ดังนั้นความไวต่อยาจึงขึ้นอยู่กับตัวรับ HER2 ที่กลายพันธุ์เพียงอย่างเดียว ซึ่งให้แบบจำลองที่ชัดเจนสำหรับการวิเคราะห์สัญญาณการก่อมะเร็งที่เฉพาะเจาะจงต่อ HER2

ข้อมูลเกี่ยวกับการเพาะเลี้ยงเซลล์

ข้อดีของ NCI-H1781

ข้อได้เปรียบหลักของ NCI-H1781 คือการกลายพันธุ์แบบแทรกในเอ็กซอน 20 ของ HER2 ที่ถูกกำหนดทางพันธุกรรม บนพื้นหลังของ EGFR แบบไวลด์ไทป์ การผสมผสานนี้ทำให้นักวิจัยสามารถระบุการตอบสนองต่อยาได้อย่างชัดเจนว่าเกิดจากการยับยั้ง HER2 แทนที่จะเป็นผลจากกิจกรรมข้ามของ EGFR เนื่องจากการกลายพันธุ์ประเภทนี้ส่งผลกระทบต่อผู้ป่วยโรคมะเร็งปอดชนิดอะดีโนคาร์ซิโนมาประมาณ 2–3% และในอดีตยังขาดการรักษาที่ได้รับการอนุมัติ NCI-H1781 จึงเติมเต็มช่องว่างสำคัญที่สายเซลล์ที่มีการกลายพันธุ์ EGFR ไม่สามารถตอบสนองได้ ดังนั้น สายเซลล์นี้จึงมีตำแหน่งที่โดดเด่นในฐานะจุดอ้างอิงเซลล์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการค้นคว้ายาสำหรับโรคมะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์เล็ก (NSCLC) ที่ขับเคลื่อนโดย HER2

การวิเคราะห์ลักษณะทางมัลติโอมิกส์ภายในกรอบงานของกลุ่มวิจัยขนาดใหญ่ช่วยเพิ่มมูลค่าการวิจัยของสายเซลล์นี้ให้มากยิ่งขึ้น NCI-H1781 ได้รับการวิเคราะห์ด้วยวิธีการต่าง ๆ ได้แก่ การหาลำดับเอ็กโซมทั้งหมด (whole exome sequencing), SNP arrays, RNAseq, microarray, การวิเคราะห์การเมทิลเลชันของดีเอ็นเอ, reverse-phase protein arrays และชุดทดสอบการคัดกรองยา [2] [6] [7] [8] ความละเอียดของข้อมูลหมายเหตุนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถผสานผลการวิจัยทางเภสัชวิทยาของตนเองกับชุดข้อมูลมัลติโอมิกที่มีอยู่ได้ ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการสร้างสมมติฐานได้อย่างมีนัยสำคัญ อัตราความมีชีวิตหลังการละลายน้ำแข็งที่สูง (97.5%) และอัตราความมีชีวิตในการเพาะเลี้ยงต่อที่คงที่เกิน 97% ช่วยให้มั่นใจได้ว่าผลการทดลองสามารถทำซ้ำได้ตลอดการเพาะเลี้ยงหลายครั้ง

NCI-H1781 ยังทำหน้าที่เป็นกลุ่มควบคุมเชิงลบภายในที่ดีสำหรับยาที่มุ่งเป้าไปที่ EGFR เนื่องจาก EGFR เป็นแบบไวลด์ไทป์ และสายเซลล์นี้ไม่ไวต่อสารยับยั้งไทโรซีนไคเนส (TKIs) ของ EGFR รุ่นแรกโดยธรรมชาติ จึงสามารถใช้เปรียบเทียบแบบเคียงข้างกับสายเซลล์ที่มี EGFR กลายพันธุ์ได้ ซึ่งช่วยเพิ่มความชัดเจนในการตีความกลไกการทำงาน การนำสายเซลล์นี้มาใช้ในการคัดกรองการลบยีนโพลาリティทั่วทั้งจีโนม [9] และการศึกษาเกี่ยวกับความขึ้นอยู่กับตัวส่งสัญญาณของ KRAS [10] แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของบริบทการวิจัย ซึ่งข้อมูลจากสายนี้ให้ข้อมูลที่มีประโยชน์นอกเหนือจากบทบาทมาตรฐานของ HER2

ข้อจำกัดของ NCI-H1781

NCI-H1781 มีการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นพร้อมกันใน TP53 และ PTEN ซึ่งอาจทำให้การตีความข้อมูลการตอบสนองต่อยาเกิดความสับสน การแทนที่แบบโฮโมไซโกตของ TP53 p.Val157Phe สามารถเปลี่ยนแปลงสัญญาณการตายแบบอะพอพโทซิสที่ขึ้นอยู่กับ p53 ซึ่งอาจส่งผลต่อระดับการตายของเซลล์ที่สังเกตได้หลังการรักษาด้วยยา ในทำนองเดียวกัน การขาด PTEN แบบฮะพลอยด์อาจกระตุ้นสัญญาณ PI3K–AKT โดยไม่ขึ้นอยู่กับ HER2 ซึ่งสร้างพื้นหลังของสัญญาณการอยู่รอดแบบคงที่ที่อาจทำให้ผลของสารยับยั้งถูกบดบังหรือถูกขยายเกินจริง ดังนั้น นักวิจัยควรพิจารณาทำการทดลองแบบคู่ขนานในระบบไอโซเจนิก เมื่อต้องการระบุลักษณะทางฟีโนไทป์ให้เกี่ยวข้องกับ HER2 อย่างเฉพาะเจาะจง

เนื่องจาก NCI-H1781 เป็นสายเซลล์ที่มีผู้บริจาคเพียงคนเดียวและได้รับการพัฒนาขึ้นมานาน จึงไม่สามารถสะท้อนความหลากหลายภายในก้อนมะเร็ง (intratumoral heterogeneity) ที่ปรากฏในก้อนมะเร็งของผู้ป่วยได้อย่างครบถ้วน การวิวัฒนาการของโคลนระหว่างการเพาะเลี้ยงต่อเนื่องอาจก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพิ่มเติม ซึ่งไม่ปรากฏในก้อนมะเร็งต้นแบบ การตรวจสอบความถูกต้องด้วยวิธีการวิเคราะห์โปรไฟล์การซ้ำสั้นแบบแทนเดม (STR) และการตรวจไมโคพลาสมาอย่างสม่ำเสมอ ยังคงเป็นมาตรการควบคุมคุณภาพที่จำเป็นอย่างยิ่ง และแคตตาล็อกสายเซลล์ขนาดใหญ่ได้เน้นย้ำถึงความสำคัญของวิธีการเหล่านี้ในการรักษาความน่าเชื่อถือของข้อมูล [11]

สายเซลล์นี้ยังมีขอบเขตการประยุกต์ใช้ที่จำกัดในบริบทอื่นนอกเหนือจากมะเร็งปอดชนิดอะเดโนคาร์ซิโนมาที่มีการแทรกตัวของเอ็กซอน 20 ของ HER2 การศึกษาที่ต้องการการกลายพันธุ์ที่กระตุ้น EGFR การเปลี่ยนแปลงของ KRAS ที่เป็นตัวขับเคลื่อน หรือชนิดย่อยทางเนื้อเยื่อวิทยาอื่น ๆ ของมะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์เล็ก (NSCLC) จำเป็นต้องใช้สายเซลล์เสริม นอกจากนี้ ในฐานะโมเดลชั้นเดียวสองมิติ มันไม่สามารถจำลองสภาพแวดล้อมไมโครของเนื้องอกสามมิติ การสร้างหลอดเลือด หรือปฏิสัมพันธ์ทางภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นในร่างกายจริงได้ ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการตรวจสอบความถูกต้องในขั้นตอนต่อไปโดยใช้แบบ xenograft หรือ organoid

ผ่านการรับรองจาก STR, ปราศจากไมโคพลาสมา, พร้อมส่งทันที ดูข้อมูลจำเพาะทั้งหมดและสั่งซื้อได้ที่นี่

การใช้งาน

การประเมินสารยับยั้งไคเนสที่มุ่งเป้าไปที่ HER2

NCI-H1781 เป็นสายเซลล์มาตรฐานสำหรับการประเมินสารยับยั้งไคเนสที่มุ่งเป้าไปที่ HER2 ในมะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์เล็ก (NSCLC) การศึกษาบุกเบิกของ Shimamura, Ji และ Minami ได้แสดงให้เห็นว่า HKI-272 (neratinib) ซึ่งเป็นสารยับยั้ง EGFR/HER2 แบบคู่ที่ไม่อาจกลับคืนได้ สามารถยับยั้งการเพิ่มจำนวนของเซลล์ NCI-H1781 ที่มีการกลายพันธุ์ G776insV_G/C ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยก่อให้เกิดการหยุดวงจรเซลล์ที่ระยะ G1 และการตายแบบอะพอพโทซิส [12] ที่สำคัญที่สุด งานวิจัยดังกล่าวยังแสดงให้เห็นว่า HKI-272 ยับยั้งการฟอสโฟรีเลชันอัตโนมัติของทั้ง HER2 และ EGFR ซึ่งช่วยสร้างพื้นฐานทางกลไกสำหรับการกำหนดเป้าหมายกลุ่มการกลายพันธุ์นี้ด้วยสารยับยั้งแบบไม่กลับคืน [12]

บนพื้นฐานนี้ การศึกษาต่อมาได้ยืนยันประสิทธิภาพของสารยับยั้ง pan-HER แบบไม่กลับคืนตัวเพิ่มเติม MP-412 (AV-412), ยับยั้งแบบคู่ EGFR/ErbB2, ได้ยับยั้งการฟอสโฟรีเลชันของ ERBB2 และสัญญาณทางลงน้ำในแบบจำลอง xenograft NCI-H1781 ซึ่งแสดงให้เห็นถึงกิจกรรมต้านมะเร็งในร่างกาย (in vivo) ที่สอดคล้องกับผลการทดลองในหลอดทดลอง (in vitro) [13] สารยับยั้ง pan-HER tarloxotinib-E ซึ่งเป็นโปรดรักที่ถูกกระตุ้นโดยภาวะขาดออกซิเจน ยังได้รับการประเมินต่อเซลล์ NCI-H1781 ร่วมกับเซลล์ Ba/F3 ที่แสดงการกลายพันธุ์ HER2 แบบเฉพาะตัว และกลไกการต้านทานต่อสารนี้ได้รับการศึกษาผ่านการคัดกรองการกลายพันธุ์ด้วย N-ethyl-N-nitrosourea [14]

การศึกษาที่ประเมินสารยับยั้ง HER2 แบบกลับคืนได้ sevabertinib ได้รายงานกิจกรรมต้านการเพิ่มจำนวนเซลล์ที่แข็งแกร่งในเซลล์ NCI-H1781 ที่มี A775insV,G776C exon 20 insertion (_IC50 = 19.7 nmol/L), ซึ่งทำให้ sevabertinib อยู่ในกลุ่มของสารยับยั้ง HER2 แบบกลับคืนได้ที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุดที่ได้รับการทดสอบในโมเดลนี้ โปรไฟล์กิจกรรมของเซวาเบอร์ตินิบในเซลล์ NCI-H1781 ได้รับการวิเคราะห์ร่วมกับกลไกการยับยั้งทางสัญญาณระดับล่าง ซึ่งเน้นย้ำถึงประโยชน์ของสายเซลล์นี้ในการเปรียบเทียบแบบตรงกันระหว่างกลุ่มสารยับยั้ง HER2 ที่สามารถกลับคืนได้และที่ไม่สามารถกลับคืนได้ ผลต้านมะเร็งของเนราตินิบต่อเซลล์มะเร็งปอดที่มีการเปลี่ยนแปลงของยีนก่อมะเร็ง HER2 ได้รับการวิเคราะห์ในลักษณะเดียวกันโดยใช้ NCI-H1781 พร้อมกับการควบคุมแบบ wild-type และ HER2 ที่ถูกขยายตัว ซึ่งยิ่งเน้นย้ำบทบาทสำคัญของโมเดลนี้ในสาขานี้

กลไกการต้านทานต่อ EGFR TKI

การประยุกต์ใช้หลักของ NCI-H1781 คือการสร้างแบบจำลองความต้านทานภายในต่อ EGFR TKI รุ่นแรก Wang และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าการแทรกตัว YVMA ของ HER2 ทำให้เกิดการฟอสโฟรีเลชันข้ามทั้ง EGFR ที่สูญเสียการทำงานของไคเนสและ EGFR แบบไวลด์ไทป์ แม้ในสภาวะที่มี EGFR TKI อยู่ด้วย ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไม gefitinib และ erlotinib จึงไม่สามารถยับยั้งการส่งสัญญาณในสายเซลล์นี้ได้ [15] การลดการแสดงออกของ HER2 ที่กลายพันธุ์ในเซลล์ H1781 ได้ฟื้นฟูความไวต่อ EGFR TKIs และเพิ่มการตายแบบอะพอพโทซิส ซึ่งแสดงให้เห็นว่า HER2 ทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อนหลักของความต้านทานต่อ TKI ในบริบทนี้ [15]

Gadgeel และเพื่อนร่วมงานได้ยืนยันลักษณะความต้านทานนี้โดยการเปรียบเทียบสายพันธุ์ NCI-H1781 (EGFR แบบปกติ) กับสายพันธุ์ NSCLC ที่มีการกลายพันธุ์ของ EGFR ในการทดลองการปิดกั้น EGFR และ COX-2 แบบคู่ [16] ข้อมูลจาก NCI-H1781 แสดงให้เห็นว่า การรักษาด้วย erlotinib และ celecoxib พร้อมกัน ไม่ก่อให้เกิดประโยชน์เพิ่มเติมในเซลล์ EGFR แบบปกติ ซึ่งเน้นย้ำว่า สถานะการกลายพันธุ์ของ EGFR เป็นปัจจัยกำหนดการตอบสนองต่อกลยุทธ์การรักษาแบบผสมผสานที่มุ่งเป้าไปที่ EGFR [16] ผลค้นพบเหล่านี้ทำให้ NCI-H1781 กลายเป็นกลุ่มควบคุมเชิงลบที่มีค่าสำหรับการศึกษาการรักษาแบบผสมผสานที่มุ่งเน้น EGFR

การวิจัยที่ใช้สารอนุพันธ์ของ (-)-epigallocatechin-3-gallate ร่วมกับ cisplatin หรือ paclitaxel ได้ใช้ NCI-H1781 เป็นเซลล์เปรียบเทียบ NSCLC ที่มี EGFR แบบไวลด์ไทป์ เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงการฟอสโฟรีเลชันในเส้นทางสัญญาณ EGFR การศึกษาเหล่านั้นพบว่า การผสมผสานยาที่มีฤทธิ์ทำลายเซลล์สามารถยับยั้งสัญญาณ EGFR ในขั้นตอนต่อไปได้ แม้ในกรณีที่ไม่มีการกลายพันธุ์ของ EGFR ที่กระตุ้นการทำงาน งานวิจัยชุดนี้โดยรวมแสดงให้เห็นถึงคุณค่าของสายเซลล์นี้ในฐานะตัวควบคุมการทดลองที่แยกผลทางเภสัชวิทยาที่เฉพาะเจาะจงต่อ HER2 ออกจากผลที่เฉพาะเจาะจงต่อ EGFR

การวิจัยเกี่ยวกับสารประกอบแอนติบอดี-ยา (ADC) และการรักษาแบบผสมผสาน

NCI-H1781 ได้ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของแอนติบอดี–ยาคอนจูเกต (ADCs) ที่มุ่งเป้าไปที่ HER2 ใน NSCLC Cretella และคณะได้แสดงให้เห็นว่า trastuzumab emtansine (T-DM1), ADC ที่ประกอบด้วย trastuzumab ที่ถูกเชื่อมโยงกับ DM1 ซึ่งเป็นสารยับยั้งไมโครทูบูล มีฤทธิ์ยับยั้งการเพิ่มจำนวนเซลล์และส่งเสริมการตายแบบอะพอพโทซิสในสายเซลล์ NSCLC ที่มีการแสดงออกของ HER2 มากเกินไป และสามารถเอาชนะความต้านทานต่อ gefitinib ในสภาพทดลองได้ [17] งานวิจัยนี้ถือเป็นหนึ่งในงานแรกๆ ที่ศึกษาอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับกิจกรรมของ T-DM1 ในมะเร็งปอดแทนมะเร็งเต้านม โดยใช้ NCI-H1781 เป็นแบบจำลองของมะเร็งต่อมน้ำเหลืองปอดที่มีการกลายพันธุ์ของ HER2 [17]

Wang และคณะได้แสดงให้เห็นว่า ยาที่มุ่งเป้าไปที่ HER2 แบบดั้งเดิม รวมถึง lapatinib, trastuzumab และ CI-1033 ซึ่งเป็นตัวยับยั้ง pan-HER แบบไม่กลับคืน ล้วนยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ NCI-H1781 ซึ่งยืนยันถึงกลไกการทำงานที่หลากหลายในการยับยั้ง HER2 [15] ข้อมูลเปรียบเทียบเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการกำหนดช่วงของสารที่มีฤทธิ์ต่อ HER2 exon 20 insertions. วิธีการทางเภสัชวิทยาเครือข่ายยังได้ใช้ NCI-H1781 เป็นแบบจำลอง NSCLC ในหลอดทดลอง เพื่อประเมินความมีชีวิต ความตายแบบอะพอพโทซิส และความสามารถในการสร้างคลอน หลังการรักษาแบบผสมผสานด้วยสารประกอบใหม่ที่สกัดจากพืช ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของแบบจำลองนี้ในการคัดกรองวิธีการรักษาที่หลากหลาย

การวิเคราะห์โปรไฟล์จีโนมและโปรตีโอมิกส์แบบครอบคลุมทุกชนิดมะเร็ง

NCI-H1781 เป็นหนึ่งในสายเซลล์ที่มีข้อมูลอธิบายอย่างละเอียดภายในแหล่งข้อมูลสายเซลล์มะเร็งขนาดใหญ่ สารานุกรมสายพันธุ์เซลล์มะเร็ง (Cancer Cell Line Encyclopedia) ได้รวบรวมข้อมูลการแสดงออกของยีน จำนวนสำเนาโครโมโซม และข้อมูลการหาลำดับพันธุกรรมแบบขนานจำนวนมากจากสายพันธุ์เซลล์หลายร้อยสาย เพื่อสร้างแบบจำลองการคาดการณ์ความไวต่อยา โดย NCI-H1781 มีบทบาทเป็นแบบจำลอง NSCLC ที่ได้รับการบันทึกไว้ [2] การขยาย CCLE รุ่นต่อไปได้เพิ่มชั้นข้อมูลเกี่ยวกับการตัดต่อ RNA การเมทิลเลชัน DNA การดัดแปลงฮิสโตน H3 และการแสดงออกของไมโครอาร์เอ็นเอ ซึ่งช่วยเพิ่มความลึกของภาพโมเลกุลของ NCI-H1781 มากยิ่งขึ้น [8]

การศึกษาด้านโปรตีโอมิกส์ได้เสริมข้อมูลชุดข้อมูลจีโนมิกส์สำหรับ NCI-H1781 การวิเคราะห์ด้วยเทคนิค Reverse-phase protein array ได้วัดระดับการแสดงออกของโปรตีนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งประมาณ 230 ชนิดในเซลล์ไลน์มากกว่า 650 สายพันธุ์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโปรไฟล์ของโปรตีนที่ถูกฟอสโฟรีเลตช่วยเพิ่มความสามารถในการทำนายความไวต่อยาได้มากกว่าข้อมูล mRNA เพียงอย่างเดียว [7] แผนที่โปรตีโอมิกส์แบบครอบคลุมทุกชนิดมะเร็ง (pan-cancer) ของเซลล์มะเร็งมนุษย์ 949 สายพันธุ์ ที่สร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคแมสสเปกโตรเมตรี ได้วัดปริมาณโปรตีนมากกว่า 8,000 ชนิด โดย NCI-H1781 เป็นหนึ่งในตัวแทนของมะเร็งปอดชนิดไม่เซลล์เล็ก (NSCLC) [18]

ทรัพยากรด้านทรานสคริปโตมิกส์ได้เพิ่มความละเอียดในการวิเคราะห์ การศึกษาการหาลำดับ RNA อย่างครอบคลุมในเซลล์มะเร็งมนุษย์ 675 สายพันธุ์ ได้จัดหมวดหมู่การแสดงออกของยีน การกลายพันธุ์ และการรวมตัวของยีน ซึ่งให้ข้อมูลอ้างอิงด้านการถอดรหัสสำหรับ NCI-H1781 ที่สนับสนุนการวิเคราะห์ตามเส้นทางชีวภาพ [6] ทรัพยากร TCLP ได้เสริมข้อมูลเหล่านี้โดยการกำหนดประเภท HLA, ระบุไวรัสที่แสดงออก และคาดการณ์นีโอ-เอพิโทปในเซลล์ไลน์มากกว่า 1,000 สายพันธุ์ รวมถึง NCI-H1781 ซึ่งเปิดทางให้กับการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการรักษาด้วยภูมิคุ้มกัน [19] การศึกษาโปรไฟล์โปรตีโอมิกส์ยังระบุเส้นทางที่ถูกกระตุ้นอย่างแตกต่างกันระหว่างสายเซลล์ SCLC และ NSCLC โดย NCI-H1781 ทำหน้าที่เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับ NSCLC [20]

การคัดกรองสารประกอบใหม่และฟาร์มาโคจีโนมิกส์

NCI-H1781 ได้ถูกนำเข้ามาใช้ในกระบวนการคัดกรองฟาร์มาโคจีโนมิกส์ขนาดใหญ่ ซึ่งช่วยเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมกับความไวต่อยา ภาพรวมของปฏิสัมพันธ์ทางฟาร์มาโคจีโนมิกส์ในเซลล์มะเร็งมากกว่า 1,000 สายพันธุ์ ได้เชื่อมโยงการกลายพันธุ์แบบโซมาติก การเปลี่ยนแปลงจำนวนสำเนา การเมทิลเลชันของ DNA และการแสดงออกของยีนกับความไวต่อยา 265 ชนิด โดย NCI-H1781 ให้ข้อมูลเกี่ยวกับรูปแบบความไวที่ขับเคลื่อนโดย HER2 [21] แบบจำลองการค้นพบยาที่เน้นด้านเคมีเป็นอันดับแรกได้ทำการคัดกรองไลบรารีสารประกอบ 200,000 ชนิดในแบบจำลองเซลล์มะเร็งปอดมากกว่า 100 แบบ โดยใช้ NCI-H1781 เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มตัวอย่างที่แสดงลักษณะเฉพาะของความผิดปกติทางพันธุกรรมในมะเร็งปอด [22]

การวิเคราะห์โปรไฟล์ความพึ่งพาของตัวส่งสัญญาณ KRAS โดยใช้การคัดกรอง siRNA แบบผสมผสานใน 92 สายเซลล์ ได้รวม NCI-H1781 เพื่อกำหนดลักษณะว่าออนโคจีโนไทป์ที่แตกต่างกันมีปฏิสัมพันธ์กับโหนดตัวส่งสัญญาณที่แตกต่างกันอย่างไร ซึ่งช่วยเพิ่มความเข้าใจที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับความหลากหลายของสัญญาณในมะเร็งปอด [10] การวิเคราะห์การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับ RB ในเซลล์ไลน์ NSCLC กว่า 100 สาย ยืนยันว่าการแสดงออกของ RB ใน NCI-H1781 ยังคงสมบูรณ์ ซึ่งให้บริบทสำหรับการศึกษาการควบคุมวงจรเซลล์ [23] นอกจากนี้ การคัดกรองไมโครเดเลชันทั่วทั้งจีโนมได้ระบุการขัดขวางการทำงานของยีนในคอมเพล็กซ์โพลาリティในเซลล์มะเร็ง 684 สายพันธุ์ โดยข้อมูลจาก NCI-H1781 ช่วยในการกำหนดลักษณะของกลไกตัวกดเนื้องอกใหม่ที่อาจเกิดขึ้น [9]

การประเมินต้นกำเนิดทางพันธุกรรมในเซลล์มะเร็งเกือบ 1,400 สายพันธุ์ ได้จัดประเภท NCI-H1781 อยู่ในพื้นหลังทางพันธุกรรมที่ส่วนใหญ่เป็นยุโรป ซึ่งการจัดประเภทนี้มีความสำคัญในการตีความผลการวิจัยด้านเภสัชพันธุศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจงต่อประชากร และเพื่อรับประกันความหลากหลายในชุดการคัดกรองยา [5] โดยรวมแล้ว การประยุกต์ใช้ด้านฟาร์มาโคจีโนมิกส์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่า NCI-H1781 ให้ข้อมูลที่มีค่าเฉพาะสำหรับ HER2 ภายในกรอบการค้นพบยาที่ใช้หลายสายพันธุ์เซลล์ ซึ่งช่วยให้นักวิจัยสามารถระบุตัวบ่งชี้ทางพันธุกรรมที่คาดการณ์ความไวหรือความต้านทานต่อยาได้ในระดับใหญ่

สรุป

NCI-H1781 (CVCL_1494) ถือเป็นแบบจำลองเซลล์ชั้นนำสำหรับมะเร็งปอดชนิดไม่เซลล์เล็ก (NSCLC) ที่เกิดจากการแทรกตัวของเอ็กซอน 20 ของ HER2 โดยให้แพลตฟอร์มที่มีลักษณะทางพันธุกรรมชัดเจนสำหรับการประเมินตัวยับยั้งไคเนสแบบมุ่งเป้า การวิเคราะห์กลไกการต้านทาน และสนับสนุนกลุ่มวิจัยมัลติโอมิกส์สำหรับมะเร็งทุกชนิด ตั้งแต่การสาธิตกิจกรรมของ HKI-272 ที่ถือเป็นจุดสำคัญในปี 2006 [12] ไปจนถึงการศึกษาล่าสุดเกี่ยวกับตัวยับยั้ง HER2 ที่สามารถกลับคืนได้และสารประกอบแอนติบอดี-ยา (ADC) สายเซลล์นี้ได้พิสูจน์ความเกี่ยวข้องในการประยุกต์ใช้ทางคลินิกซ้ำแล้วซ้ำเล่า ข้อมูลอธิบายที่ครอบคลุมในมิติของจีโนม ทรานสคริปโตมิก และโปรตีโอมิก ช่วยขยายประโยชน์ของเซลล์ไลน์นี้ให้เกินขอบเขตของเภสัชวิทยาเป้าหมายเดียว ทำให้มันกลายเป็นเครื่องมืออเนกประสงค์ในชุดเครื่องมือชีววิทยาโรคมะเร็งสมัยใหม่ นักวิจัยที่ต้องการสต็อก NCI-H1781 ที่ได้รับการตรวจสอบและควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด พร้อมความมีชีวิตหลังการละลายน้ำแข็งที่ได้รับการยืนยันว่าสูงกว่า 97% สามารถสั่งซื้อสายเซลล์นี้หรือสอบถามรายละเอียดเกี่ยวกับข้อกำหนดได้โดยตรงที่ cytion.com.

บทความสำคัญ

1. Phelps RM, Johnson BE, Ihde DC (1996) ฐานข้อมูลสายเซลล์ของ NCI-Navy Medical Oncology Branch. Journal of cellular biochemistry. Supplement. PMID: 8806092
2. Barretina J, Caponigro G, Stransky N (2012) The Cancer Cell Line Encyclopedia ช่วยให้สร้างแบบจำลองการคาดการณ์ความไวต่อยาต้านมะเร็งได้. Nature. PMID: 22460905
3. Mulshine JL, Ujhazy P, Antman M (2020) จากตัวอย่างทางคลินิกสู่แบบจำลองก่อนคลินิกของมะเร็งในมนุษย์ — การเดินทางของฐานข้อมูลสายเซลล์ NCI — 25 ปีต่อมา. Journal of cellular biochemistry. PMID: 31803961
4. Mitsudomi T, Steinberg SM, Nau MM (1992) การกลายพันธุ์ของยีน p53 ในสายเซลล์มะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์เล็ก และความสัมพันธ์กับการมีอยู่ของการกลายพันธุ์ของยีน ras และลักษณะทางคลินิก. Oncogene. PMID: 1311061
5. Dutil J, Chen Z, Monteiro AN (2019) ทรัพยากรแบบโต้ตอบเพื่อศึกษาความหลากหลายทางพันธุกรรมและต้นกำเนิดที่คาดการณ์ในสายเซลล์มะเร็ง. Cancer research. PMID: 30894373
6. Klijn C, Durinck S, Stawiski EW (2015) ภาพรวมการถอดรหัสของสายพันธุ์เซลล์มะเร็งมนุษย์ Nature biotechnology. PMID: 25485619
7. Li J, Zhao W, Akbani R (2017) การวิเคราะห์ลักษณะของสายเซลล์มะเร็งมนุษย์โดยใช้แมทริกซ์โปรตีนแบบเฟสกลับ Cancer cell. PMID: 28196595
8. Ghandi M, Huang FW, Jané-Valbuena J (2019) การวิเคราะห์แบบใหม่ของ Cancer Cell Line Encyclopedia. Nature. PMID: 31068700
9. Rothenberg SM, Mohapatra G, Rivera MN (2010) การคัดกรองทั่วทั้งจีโนมเพื่อหาการขาดหายไปของไมโครเดเลชันเผยให้เห็นการรบกวนของยีนในคอมเพล็กซ์โพลาリティในมะเร็งมนุษย์หลากหลายชนิด. Cancer research. PMID: 20215515
10. Yuan TL, Amzallag A, Bagni R (2018) การมีส่วนร่วมที่แตกต่างกันของตัวสร้างผลโดย KRAS ที่ก่อให้เกิดมะเร็ง. Cell reports. PMID: 29444439
11. Yu M, Selvaraj SK, Liang-Chu MM (2015) ทรัพยากรสำหรับการตรวจสอบความถูกต้อง การให้คำอธิบาย และการควบคุมคุณภาพของสายเซลล์ Nature PMID: 25877200
12. Shimamura T, Ji H, Minami Y (2006) มะเร็งปอดเซลล์ไม่เล็กและเซลล์ Ba/F3 ที่ถูกแปลงพันธุกรรมซึ่งมีการกลายพันธุ์ ERBB2 G776insV_G/C มีความไวต่อ HKI-272 ซึ่งเป็นสารยับยั้งที่มีเป้าหมายสองชนิด คือ ตัวรับปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGFR) และ ERBB2. Cancer research. PMID: 16818618
13. Suzuki T, Fujii A, Ohya J (2009) กิจกรรมต้านมะเร็งของ MP-412 (AV-412) ซึ่งเป็นสารยับยั้งแบบคู่ของตัวรับปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGFR) และเอนไซม์ไคเนส ErbB2 ในแบบจำลองการปลูกถ่ายเนื้องอกจากสัตว์ต่างชนิดในหนู Cancer science. PMID: 19459856
14. Koga T, Suda K, Nishino M (2021) กิจกรรมและกลไกของการต้านทานที่เกิดขึ้นต่อ tarloxotinib ในมะเร็งปอดที่มีการกลายพันธุ์ HER2: การศึกษาในหลอดทดลอง. Translational lung cancer research. PMID: 34584864
15. Wang SE, Narasanna A, Perez-Torres M (2006) การกลายพันธุ์ในโดเมนไคเนสของ HER2 ส่งผลให้เกิดการฟอสโฟรีเลชันและการกระตุ้นอย่างต่อเนื่องของ HER2 และ EGFR รวมถึงความต้านทานต่อสารยับยั้งไทโรซีนไคเนสของ EGFR. Cancer cell. PMID: 16843263
16. Gadgeel SM, Ali S, Philip PA (2007) การตอบสนองต่อการปิดกั้นแบบคู่ของตัวรับปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGFR) และไซโคลออกซีจีเนส-2 ในมะเร็งปอดเซลล์ไม่เล็ก อาจขึ้นอยู่กับสถานะการกลายพันธุ์ของ EGFR ในก้อนมะเร็ง Cancer. PMID: 17948911
17. Cretella D, Saccani F, Quaini F (2014) Trastuzumab emtansine มีประสิทธิภาพต่อสายเซลล์ NSCLC ที่มีการแสดงออกของ HER-2 มากเกินไป และสามารถเอาชนะความต้านทานต่อ gefitinib ได้ Molecular Cancer. PMID: 24898067
18. Gonçalves E, Poulos RC, Cai Z (2022) แผนที่โปรตีโอมิกส์แบบครอบคลุมทุกชนิดมะเร็งของเซลล์ไลน์มนุษย์ 949 สายพันธุ์ Cancer Cell. PMID: 35839778
19. Scholtalbers J, Boegel S, Bukur T (2015) TCLP: แคตตาล็อกสายเซลล์มะเร็งออนไลน์ที่รวมข้อมูลประเภท HLA, นีโอ-เอพิโทปที่คาดการณ์, ไวรัส และการแสดงออกของยีน Genome medicine. PMID: 26589293
20. Byers LA, Wang J, Nilsson MB (2012) การวิเคราะห์โปรเทโอมิกช่วยระบุเส้นทางที่ถูกควบคุมผิดปกติในมะเร็งปอดเซลล์เล็กและเป้าหมายการรักษาใหม่ รวมถึง PARP1. Cancer discovery. PMID: 22961666
21. Iorio F, Knijnenburg TA, Vis DJ (2016) ภาพรวมของปฏิสัมพันธ์ทางเภสัชพันธุศาสตร์ในโรคมะเร็ง. Cell. PMID: 27397505
22. McMillan EA, Ryu MJ, Diep CH (2018) แนวทาง “Chemistry-First” สำหรับการเสนอการรักษาแบบปรับให้เหมาะกับผู้ป่วยแต่ละรายในโรคมะเร็งปอด. Cell. PMID: 29681454
23. Modi S, Kubo A, Oie H (2000) การแสดงออกของโปรตีนในครอบครัวยีนที่เกี่ยวข้องกับ RB และแอนติเจน T ขนาดใหญ่ของ SV40 ในมะเร็งเยื่อหุ้มปอดและมะเร็งปอด. Oncogene. PMID: 11030152
24. Robichaux JP, Elamin YY, Tan Z (2018) กลไกการทำงานและประสิทธิภาพทางคลินิกของสารยับยั้งไคเนสที่เลือกเฉพาะ exon 20 ของ EGFR และ HER2 ในมะเร็งปอดเซลล์ไม่เล็ก Nature medicine PMID: 29686424