Giới thiệu

Dòng tế bào MC38 — còn được gọi là MCA-38, MCA 38, MCA38, MC-38, MC-38 B/6, Mouse Colon 38, Colon 38, Colon-38, Colon38, Murine Carcinoma-38 và C38 (mã số Cellosaurus CVCL_B288) — là một trong những mô hình chuột được sử dụng rộng rãi nhất trong nghiên cứu ung thư đại trực tràng và miễn dịch ung thư. Khối u ban đầu được gây ra bằng chất gây ung thư 1,2-dimethylhydrazine (DMH) trên chuột C57BL/6 và được Corbett cùng các cộng sự báo cáo vào năm 1975 [1]; sau đó, dòng tế bào này đã được Tan, Holyoke và Goldrosen thiết lập trong môi trường nuôi cấy vào năm 1976 [2]. Khả năng tương thích đồng gen với chuột C57BL/6, gánh nặng đột biến cao và khả năng đáp ứng với các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch đã khiến tế bào MC38 trở thành một công cụ không thể thiếu trong nghiên cứu các khối u đại tràng, vắc-xin ung thư, phản ứng của tế bào lympho T dương tính với CD8, đại thực bào liên quan đến khối u và sinh học của con đường thụ thể chết tế bào có chương trình 1 (PD-1). Mô hình này tiếp tục là nền tảng cho những tiến bộ trong liệu pháp miễn dịch ung thư, liệu pháp gen và việc phát hiện các neoantigen.

Những điểm chính cần lưu ý

• MC38 là một dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến đại tràng ở chuột, đồng gen với dòng chuột C57BL/6, được phân lập từ một khối u do DMH gây ra.
• Dòng tế bào này mang tải lượng đột biến cao và biểu hiện các neoantigen được các tế bào lympho T dương tính với CD8 nhận diện — tuy nhiên, các neoantigen cụ thể nào hiện diện lại phụ thuộc vào từng dòng con (xem phần dưới đây).
• MC38 nhạy cảm với các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch, do đó trở thành một mô hình được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu về con đường PD-1/PD-L1.
• Mô hình này đã được ứng dụng rộng rãi trong việc phát triển vắc-xin ung thư, liệu pháp gen cytokine và các nghiên cứu về miễn dịch học khối u.
• Có sự khác biệt đáng kể về bộ gen và biểu hiện gen giữa các dòng con MC38 từ các kho lưu trữ khác nhau. Các neoepitope nổi tiếng là Rpl18 và Adpgk có mặt trong dòng con Leiden (MC38-L) nhưng vắng mặt trong dòng con Kerafast/NCI (MC38-K), do đó dòng con này không được các tế bào T tương ứng nhận diện. Việc lựa chọn nguồn gốc cẩn thận và ghi chép đầy đủ về nguồn gốc là điều thiết yếu. [3]
• Hiện có sẵn rất nhiều dòng biến thể được thiết kế (dòng knockout, dòng báo hiệu, dòng biểu hiện quá mức), giúp mở rộng tính linh hoạt trong thí nghiệm của mô hình này.

MC38 là gì?

MC38 là một dòng tế bào ung thư tuyến đại tràng có thể cấy ghép, có nguồn gốc từ chuột, được phân loại là dòng tế bào ung thư trong cơ sở dữ liệu Cellosaurus (CVCL_B288). Dòng tế bào này được phân lập từ một con chuột cái C57BL/6 không xác định tuổi, mắc ung thư tuyến đại tràng (Ung thư tuyến đại tràng chuột, NCIt C120044). Corbett và các đồng nghiệp đã gây ra 82 khối u đại tràng trên bốn dòng chuột thuần chủng như một phần của nỗ lực có hệ thống nhằm thiết lập các mô hình khối u đại tràng có thể cấy ghép để thực hiện các thử nghiệm hóa trị; bốn khối u đã sống sót sau lần cấy ghép đầu tiên và được nhân giống liên tiếp [1]. Sau đó, Tan, Holyoke và Goldrosen đã mô tả các phương pháp nuôi cấy có chọn lọc dòng tế bào MCA-38 trong ống nghiệm, đồng thời chỉ ra rằng có thể loại bỏ các yếu tố giống tế bào sợi bằng cách xử lý bằng trypsin để thu được một quần thể tế bào biểu mô ổn định [2]. Cellosaurus cho biết thời gian nhân đôi của MC38 là 24,3 giờ [4], và dòng tế bào này được duy trì dưới dạng nuôi cấy bám dính. Việc đặc trưng hóa bằng các phương pháp omics bao gồm giải trình tự toàn bộ exome, phân tích transcriptomics bằng microarray và RNA-seq, phân tích proteomics peptidome MHC loại I, phân tích mảng SNP, và giải trình tự bộ gen ty thể. (Cellosaurus ghi lại mục peptidome dưới nhãn chung "peptidome HLA loại I"; các tế bào chuột trình bày các peptit trên các phân tử H-2, chứ không phải HLA.)

Thông tin về nuôi cấy tế bào MC38

Lưu ý về các điều kiện cụ thể cho từng dòng con: môi trường nuôi cấy nêu trên tương ứng với các điều kiện nuôi cấy đã được báo cáo cho dòng con có nguồn gốc từ Kerafast/NCI (MC38-K). Dòng con Leiden (MC38-L) được duy trì trong môi trường IMDM có chứa 8% huyết thanh bò phôi (FBS), 2 mM L-glutamine và 50 µM 2-mercaptoethanol [3]. Người dùng nên tuân thủ các điều kiện do nhà cung cấp quy định.

Ưu điểm của tế bào MC38

Một trong những thế mạnh chính của Tế bào MC38 là khả năng tương thích đồng gen của chúng với dòng chuột C57BL/6 hiện có rộng rãi. Khả năng tương thích này cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu các tương tác giữa khối u và hệ miễn dịch trong một vật chủ có khả năng miễn dịch đầy đủ, từ đó tránh được những yếu tố nhiễu do suy giảm miễn dịch gây ra – vốn hạn chế giá trị ứng dụng lâm sàng của các mô hình cấy ghép dị loài. Hệ miễn dịch nguyên vẹn cho phép đánh giá kỹ lưỡng các phản ứng của tế bào lympho T dương tính với CD8, sinh học của đại thực bào liên quan đến khối u, hoạt động của tế bào giết tự nhiên (NK), cũng như toàn bộ phổ miễn dịch chống khối u thích ứng và bẩm sinh.

Do khối u của bố mẹ được gây ra bằng hóa chất DMH, dòng tế bào MC38 mang tải lượng đột biến khối u cao và biểu hiện các neoantigen có tính miễn dịch, được xác định thông qua giải trình tự toàn bộ exome và phân tích peptidome MHC loại I [5]. Bối cảnh giàu neoantigen này khiến mô hình này có khả năng đáp ứng với các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch nhắm vào con đường thụ thể programmed cell death 1 [3], đây là một trong những lý do khiến dòng tế bào này thường được sử dụng làm mô hình tương đương cho nhóm ung thư đại trực tràng ở người có đột biến cao, vốn đáp ứng với các liệu pháp này. Khả năng đáp ứng với liệu pháp miễn dịch của dòng tế bào này đã khiến nó trở thành một trong những công cụ tiền lâm sàng tiêu chuẩn để đánh giá các phác đồ kết hợp mới của chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch và vắc-xin ung thư. Lưu ý rằng các neoantigen cụ thể có mặt phụ thuộc vào dòng tế bào con được sử dụng [3].

Một hệ sinh thái rộng lớn gồm các dòng tế bào biến đổi MC38 giúp mở rộng hơn nữa tính ứng dụng của mô hình này. Các dòng gõ gen nhắm vào các yếu tố điều hòa miễn dịch như PD-L1 (Cd274), B2m và CD47, cũng như các dòng báo cáo biểu hiện luciferase hoặc protein huỳnh quang, được liệt kê trong Cellosaurus dưới dạng các dòng dẫn xuất từ CVCL_B288 và cung cấp các công cụ sẵn có cho các nghiên cứu cơ chế và hình ảnh in vivo. Thời gian nhân đôi khoảng 24 giờ [4] giúp tăng cường hiệu quả thực hiện các thí nghiệm, đồng thời dòng tế bào này dễ dàng thực hiện các thao tác biến đổi gen — thông qua lentivirus [12], retrovirus [10], và phương pháp điện chuyển gen [3] — đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu đã được công bố.

Những hạn chế của tế bào MC38

Một hạn chế quan trọng của mô hình MC38 là sự không đồng nhất đã được ghi nhận giữa các dòng con có nguồn gốc khác nhau. Một nghiên cứu năm 2023 của Schrörs và các cộng sự đã thực hiện giải trình tự exome và transcriptome so sánh trên các tế bào MC38 từ Kerafast (nguồn gốc NCI/NIH, MC38-K) và từ bộ sưu tập của Trung tâm Y tế Đại học Leiden (MC38-L), và phát hiện ra những khác biệt đáng kể về hồ sơ đột biến, số nhiễm sắc thể và biểu hiện neoantigen [3]. MC38-L chứa số lượng biến thể nucleotide đơn lẻ và các đoạn chèn/xóa nhỏ nhiều hơn khoảng 1,3 lần so với MC38-K, chỉ có 35,3% biến thể không đồng nghĩa và 5,4% sự kiện gen hợp nhất là chung giữa hai chủng, và số bội thể được suy luận là 2 đối với MC38-K so với 5 đối với MC38-L. Điều quan trọng là, các neoepitope Rpl18 và Adpgk đã được đặc trưng rõ ràng lại vắng mặt ở MC38-K, do đó các tế bào T được tạo ra để chống lại chúng đã nhận diện và tiêu diệt MC38-L nhưng không tiêu diệt MC38-K. Do đó, kết quả thu được từ một dòng phụ MC38 có thể không thể tái tạo được với các tế bào từ nguồn khác.

Nhìn chung, việc phân tích bằng mảng SNP đã làm nổi bật vấn đề về bất thường số lượng nhiễm sắc thể và nhiễm chéo giữa các dòng tế bào chuột thường được sử dụng; MC38 là một trong 99 dòng được đưa vào bộ phân tích đó, trong đó có 15 dòng có sự khác biệt đáng kể so với nguồn gốc di truyền đã được báo cáo [6]. Nghiên cứu này không ghi nhận bất kỳ trường hợp thất bại cụ thể nào trong việc xác thực chủng MC38, nhưng cho thấy rằng việc phân tích hồ sơ STR đơn thuần có thể không phân biệt được các dòng con có nguồn gốc từ cùng một chủng thuần chủng và không phát hiện được sự thay đổi về bộ nhiễm sắc thể. Các nhà nghiên cứu làm việc với chủng MC38 nên áp dụng các phương pháp xác thực nghiêm ngặt và ghi chép rõ ràng nguồn gốc chính xác của các tế bào được sử dụng trong từng nghiên cứu.

Cần thận trọng khi sử dụng các thuật ngữ liên quan đến tính miễn dịch của MC38. Các bài báo từ thập niên 1990 và đầu những năm 2000 thường mô tả MC38 là một khối u có tính miễn dịch "kém" hoặc "yếu", bởi vì các tế bào chưa được biến đổi phát triển dần dần trong chuột C57BL/6 có hệ miễn dịch bình thường [10] [11] [19]. Ngược lại, các nghiên cứu hiện đại về miễn dịch ung thư lại nhấn mạnh đến gánh nặng đột biến cao và độ nhạy cảm với các chất ức chế điểm kiểm soát của bệnh này [3]. Cả hai cách mô tả này đều chính xác trong bối cảnh riêng của chúng, và người đọc không nên coi chúng là mâu thuẫn với nhau.

Là một khối u ở chuột do hóa chất gây ra, MC38 không tái tạo trình tự đột biến chủ đạo điển hình của ung thư đại trực tràng ở người. Cellosaurus không có mục biến thể trình tự được biên tập cho dòng tế bào này, nhưng việc thiếu chú thích không phải là bằng chứng cho thấy không có đột biến thúc đẩy: Ví dụ, Schrörs và các đồng nghiệp đã phát hiện một đột biến Smad4 trong MC38-L mà không có trong MC38-K [3]. Do hai dòng phụ này có sự khác biệt rất lớn, nên tránh đưa ra những nhận định chung chung về “bức tranh đột biến” của MC38, và các nhà nghiên cứu cần xác minh kiểu gen của dòng chủng riêng của mình. Cuối cùng, mục Cellosaurus có một lưu ý cảnh báo liên quan đến bộ gen ty thể MCA38 đã được công bố: trình tự đã được lưu trữ (KM820832.1) là trình tự của chuột được ghi là có nguồn gốc từ “chủng chuột 406”, mặc dù MC38 có nguồn gốc từ loài chuột. [7], điều này cho thấy tầm quan trọng của việc xác minh dữ liệu trình tự đã công bố liên quan đến dòng này.

Xem thông số kỹ thuật đầy đủ và đặt hàng

Các ứng dụng của tế bào MC38

Liệu pháp miễn dịch ung thư và nghiên cứu điểm kiểm soát miễn dịch

Mô hình MC38 đã trở thành nền tảng của nghiên cứu về chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch nhờ vào gánh nặng đột biến cao và độ nhạy cảm với sự ức chế PD-1/PD-L1. Yadav và các đồng nghiệp đã sử dụng MC38 cùng với một mô hình chuột thứ hai để phát triển và xác thực quy trình phân tích bằng phổ khối kết hợp với giải trình tự exome nhằm dự đoán các đột biến khối u có tính miễn dịch. Trong số hơn 1.300 thay đổi axit amin được xác định, khoảng 13% được dự đoán là liên kết với MHC loại I, trong đó chỉ một phần nhỏ được xác nhận bằng phổ khối; mô hình hóa cấu trúc cho thấy các đột biến tiếp xúc với dung môi là những đột biến có tính miễn dịch, và việc tiêm vắc-xin cho chuột đã xác nhận rằng mỗi peptit được dự đoán đều kích thích phản ứng tế bào T có hoạt tính điều trị [5]. Nghiên cứu mang tính bước ngoặt này đã xác lập MC38 là hệ thống chuẩn mực cho việc phát hiện neoantigen và góp phần xác định các nguyên tắc hiện đang được áp dụng trong phát triển vắc-xin ung thư cá nhân hóa.

Nghiên cứu về điều hòa miễn dịch qua trung gian glycan cũng dựa vào MC38. Cornelissen và các đồng nghiệp đã sử dụng CRISPR/Cas9 để loại bỏ gen CMAS, gen mã hóa một enzyme quan trọng trong con đường sialyl hóa, và đã loại bỏ hoàn toàn sự biểu hiện axit sialic trên bề mặt tế bào [8]. Trái với dự đoán, các tế bào MC38 bị khử sialyl hóa hoàn toàn này phát triển nhanh hơn đáng kể trong cơ thể so với nhóm đối chứng, cho thấy tần suất tế bào T dương tính với CD8 trong khối u giảm, và gây ra quá trình apoptosis của tế bào T dương tính với CD8 theo cơ chế độc lập với kháng nguyên. Mức biểu hiện CMAS thấp cũng có tương quan với thời gian sống không tái phát ngắn hơn trong một nhóm bệnh nhân ung thư đại trực tràng ở người. Do đó, công trình này đóng vai trò như một lời cảnh báo đối với các chiến lược điều trị nhằm loại bỏ quá trình sialyl hóa khối u, đồng thời xác lập MC38 như một hệ thống quý giá để phân tích các tương tác giữa glycan và hệ miễn dịch.

Chụp ảnh PD-L1 bằng các chất đánh dấu PET mới là một ứng dụng tích cực khác. Hai chất đánh dấu phóng xạ dựa trên peptide tuyến tính, [^64Cu]/[^68Ga]HKP2201 và dimer của nó là HKP2202, đã được xác nhận hiệu quả trên các mô hình chuột mang khối u ung thư đại tràng MC38 và khối u hắc tố B16F10 ghép từ cùng loài, với biểu hiện PD-L1 được xác nhận bằng phương pháp miễn dịch huỳnh quang và miễn dịch hóa mô trên cả hai dòng tế bào và khối u của chúng [9]. Các nghiên cứu về liên kết cạnh tranh và chặn đã xác nhận tính đặc hiệu của mục tiêu, và hình ảnh PET cùng với phân bố sinh học ex vivo cho thấy sự hấp thu đáng kể vào khối u với quá trình đào thải nhanh khỏi máu và các cơ quan chính. Do đó, mô ghép MC38 đã cung cấp một trong những nền tảng tham chiếu để đánh giá tính đặc hiệu của chất đánh dấu trong quá trình phát triển chuyển giao của hình ảnh điểm kiểm soát miễn dịch không xâm lấn.

Liệu pháp gen cytokine và các túi ngoại bào được thiết kế

Tế bào MC38 đã được sử dụng rộng rãi như một mô hình ít gây phản ứng miễn dịch để thử nghiệm các chiến lược liệu pháp gen dựa trên cytokine. Hiroishi và các đồng nghiệp đã chỉ ra rằng việc chuyển gen interferon-alpha (IFN-α) vào tế bào MC38 gây ra hiện tượng thải ghép ở 13 trong số 15 con chuột có hệ miễn dịch bình thường, và việc trộn lẫn các tế bào được chuyển gen IFN-α và CD80 đã tạo ra hiệu ứng chống ung thư hiệp đồng, với hiện tượng thải loại xảy ra ở 14 trong số 15 con vật [10]. Eguchi và các cộng sự đã mở rộng nghiên cứu này bằng cách so sánh trực tiếp liệu pháp gen IFN-α và interleukin-12 (IL-12) trên tế bào MC38, phát hiện ra rằng IFN-α kích thích phản ứng của tế bào lympho T gây độc đặc hiệu với khối u và miễn dịch lâu dài, trong khi IL-12 chủ yếu kích thích quá trình tiêu diệt không đặc hiệu liên quan đến cả tế bào T dương tính với CD8 và tế bào tiêu diệt tự nhiên [11].

Rossowska và các cộng sự đã có đóng góp quan trọng cho lĩnh vực này bằng cách biến đổi tế bào MC38 để giải phóng các túi ngoại bào (EVs) chứa các chất kích thích miễn dịch [12]. Sử dụng vectơ lentivirus, các tác giả đã tạo ra các dòng con của MC38 biểu hiện quá mức IL-12 chuột, biểu hiện shRNA nhắm vào TGF-β1, hoặc cả hai, và chứng minh rằng việc biến đổi gen các tế bào gốc là một phương pháp hiệu quả để nạp các phân tử mục tiêu vào cả exosome và microvesicle có nguồn gốc từ khối u. Các exosome đã được biến đổi đã ức chế sự phát triển khối u ở chuột mang khối u MC38 dưới da, trong khi exosome từ các tế bào chưa được biến đổi thì không. Hiệu quả bền vững nhất đòi hỏi phải kết hợp với vắc-xin dựa trên tế bào nhánh, giúp phục hồi khả năng miễn dịch chống khối u và kích thích phản ứng Th1 toàn thân [12]. Nghiên cứu này đã xác định các exosome có nguồn gốc từ MC38 đã được biến đổi là một chất bổ trợ có thể hỗ trợ phản ứng chống khối u cụ thể, chứ không phải là một loại vắc-xin độc lập.

Các exosome có nguồn gốc từ tế bào mô đệm trung mô cũng đã được nghiên cứu trong bối cảnh MC38. Xing và các đồng nghiệp đã ức chế biểu hiện gen GARP trong tế bào mô liên kết trung mô và cho thấy rằng các exosome từ các tế bào này (siGARP-MSC) ức chế sự tăng sinh, di chuyển và xâm lấn của MC38 trong ống nghiệm, làm giảm tiết IL-6 và một phần vô hiệu hóa con đường tín hiệu JAK1/STAT3 [13]. Điều này xác định một trục paracrine giữa các tế bào mô đệm và tế bào khối u có thể trở thành mục tiêu điều trị, mặc dù các phát hiện này cho đến nay vẫn chỉ giới hạn trong nuôi cấy tế bào. Tổng hợp lại, các nghiên cứu này minh họa tính linh hoạt của mô hình MC38 trong việc đánh giá các chiến lược miễn dịch trị liệu không dựa trên tế bào và dựa trên túi nhỏ.

Miễn dịch khối u, sự bám dính và sự trốn tránh miễn dịch

Sự tương tác giữa tế bào lympho T và tế bào ung thư MC38 đã là đối tượng của các nghiên cứu cơ chế chi tiết. MacKenzie, Hoskin và Blay lần đầu tiên báo cáo rằng sự bám dính của tế bào T được kích hoạt bằng kháng thể anti-CD3 vào tế bào MCA-38 chủ yếu được trung gian qua integrin VLA-4 (α4β1), và quá trình này được thúc đẩy bởi tín hiệu kinase tyrosine và kinase C, đồng thời bị ức chế bởi các con đường phụ thuộc cAMP, với cơ chế điều hòa chủ yếu nằm trong tế bào hiệu ứng [14]. Một nghiên cứu sau đó của cùng nhóm tác giả đã làm rõ thêm bức tranh này: các kháng thể chống lại α4 hoặc β7, hoặc chống lại VCAM-1 trên các tế bào khối u, đã ức chế sự bám dính, trong khi các kháng thể chống β1 thì không, từ đó xác định trục α4β7–VCAM-1 là trục chủ đạo. Nghiên cứu này cũng cho thấy adenosine, một nucleoside dồi dào trong môi trường vi mô khối u thiếu oxy, ức chế sự bám dính của tế bào T một cách cụ thể bằng cách ngăn chặn chức năng của α4β7 [15]. Độc giả cần lưu ý rằng hai bài báo này gán các tiểu đơn vị β khác nhau cho cùng một tương tác.

Vai trò của tế bào giết tự nhiên (NK) trong việc kiểm soát di căn gan của MC38 đã được nghiên cứu trên cả vật chủ có khả năng miễn dịch và vật chủ suy giảm miễn dịch. Cohen và các cộng sự đã tiêm các tế bào MCA-38 (LD-MCA-38) có nguồn gốc từ gan vào tĩnh mạch hồi tràng-đại tràng và phát hiện rằng chuột C57BL/6 thông thường giữ lại các tế bào khối u trong gan và phát triển các ổ ung thư tại gan, trong khi chuột nude không có tuyến ức đã loại bỏ khoảng 60% các tế bào được đánh dấu trong vòng 24 giờ và không phát triển bất kỳ tổn thương gan nào [16]. Các tế bào gan không thuộc nhu mô từ chuột nude hoặc chuột được điều trị bằng poly(I:C) — nhưng không phải từ chuột thông thường chưa được điều trị — có tác dụng gây độc tế bào đối với LD-MCA-38, và quần thể chịu trách nhiệm cho hiện tượng này là các tế bào không bám dính và dương tính với asialo-GM1 (AsGM1); việc điều trị bằng kháng thể chống AsGM1 đã loại bỏ cơ chế bảo vệ này. Volpe và các đồng nghiệp đã mở rộng các phát hiện này, cho thấy rằng việc loại bỏ bằng kháng thể chống AsGM1 hoặc chống-NK1.1 đã làm tăng đáng kể các ổ di căn gan và rút ngắn thời gian sống sót, trong khi việc loại bỏ tế bào T bằng kháng thể anti-Thy1.2 lại làm giảm đáng kể các ổ di căn, cho thấy tế bào NK chứ không phải tế bào T là các tác nhân chính ngăn chặn di căn gan của LD-MCA-38 [17]. Johnkoski và các đồng nghiệp còn chứng minh thêm rằng một ổ di căn gan duy nhất của LD-MCA-38, được hình thành bằng cách tiêm dưới bao gan, đã tăng cường chức năng độc tế bào và sinh sôi của các tế bào không thuộc nhu mô gan, làm tăng tỷ lệ tế bào T dương tính với CD8 và γδ, đồng thời làm tăng nồng độ interleukin-6 và yếu tố hoại tử khối u [18].

Vắc-xin ung thư và xác định kháng nguyên

Các tế bào MC38 đã đóng vai trò là nền tảng đáng tin cậy để phát triển và đánh giá các chiến lược vắc-xin tế bào khối u toàn phần. Hodge và Schlom đã so sánh các vectơ retrovirus và poxvirus (vaccinia) trong việc đưa phân tử đồng kích thích B7-1 vào các tế bào MC38 [19]. Cả hai vectơ đều gây ra sự biểu hiện B7-1 trên bề mặt tương đương và mức độ bảo vệ như nhau khi đối mặt với thử thách từ các tế bào MC38 nguyên bản 14 ngày sau đó. Tuy nhiên, khi thử thách lại sau 40 ngày, vắc-xin retrovirus kém hiệu quả hơn, và đối với các di căn phổi đã hình thành, vắc-xin sử dụng vectơ vaccinia vượt trội đáng kể (P = 0,0351; P = 0,024 ở chuột miễn dịch với vaccinia; P = 0,0014 khi phân tích kết hợp). Nghiên cứu kết luận rằng vắc-xin tế bào khối u nguyên vẹn dựa trên vectơ poxvirus ít nhất cũng hiệu quả như, và đôi khi hiệu quả hơn, so với vắc-xin retrovirus tương ứng — một phát hiện đã định hướng cho việc ứng dụng lâm sàng sau này của các vắc-xin ung thư dựa trên vectơ poxvirus. Lorenz và các đồng nghiệp đã sử dụng các tế bào MC38 bị nhiễm virus vaccinia tái tổ hợp mã hóa LFA-3 (CD48) để chứng minh rằng việc tăng cường biểu hiện LFA-3 đã thúc đẩy sự tăng sinh, khả năng bám dính và độc tính tế bào T trong ống nghiệm, đồng thời ngăn chặn hoàn toàn sự phát triển khối u ở chuột C57BL/6 đồng gen, kèm theo sự bảo vệ một phần khi đối mặt với thử thách sau này từ các tế bào gốc chưa bị nhiễm [20].

Phương pháp xác định kháng nguyên khối u bằng kỹ thuật SEREX đã được Hampton và các cộng sự áp dụng trên tế bào MC38; họ đã tiêm chủng cho chuột C57BL/6 bằng tế bào MC38 và sàng lọc thư viện biểu hiện được tạo ra từ tế bào MC38 bằng huyết thanh miễn dịch [21]. Phương pháp này đã xác định protein vỏ (env) của virus bạch cầu ecotropic nội sinh và protein ATRX ở chuột là các kháng nguyên khối u tiềm năng, mở rộng danh mục các kháng nguyên liên quan đến khối u ở chuột đã biết và cung cấp công cụ cho các nghiên cứu cơ chế vắc-xin. Takeda và các đồng nghiệp đã tạo ra các tế bào hợp nhất từ các tế bào ung thư MC38 và các tế bào đuôi gai, bao gồm cả các tế bào đuôi gai được phân lập từ các vật chủ mang khối u, và chứng minh rằng việc tiêm vắc-xin bằng bất kỳ chế phẩm nào trong số đó đều kích thích hoạt tính tiêu diệt tế bào lách cao như nhau đối với MC38 và ức chế đáng kể các di căn phổi MC38 đã hình thành [22].

Một phương pháp trị liệu gen khác đã khai thác khả năng miễn dịch đối với epitope α(1,3)galactosyl (αGal). Unfer và các đồng nghiệp đã cho chuột knockout α(1,3)galactosyltransferase (αGT) — giống như con người, chúng thiếu epitope này và có thể tạo ra kháng thể chống Gal — tiếp xúc với các tế bào ung thư đại tràng MC38 biểu hiện αGal [23]. Những con chuột được miễn dịch bằng hồng cầu thỏ đã phát triển nồng độ kháng thể anti-αGal gần bằng mức thấy trong huyết thanh người, chủ yếu là IgG1 và IgG3, đồng thời cho thấy tỷ lệ sống sót cao hơn và sự phát triển khối u chậm hơn so với nhóm đối chứng không được miễn dịch (cả nhóm knockout và nhóm kiểu hoang dã). Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng khái niệm in vivo về αGT như một gen tự sát trong liệu pháp gen điều trị ung thư đại trực tràng; quá trình ly giải do hệ thống bổ thể trung gian đối với các tế bào được chuyển gen αGal đã được chứng minh trước đó in vitro bằng huyết thanh người.

Các chiến lược điều trị mới và thử nghiệm thuốc

Các tế bào MC38 đã được sử dụng để đánh giá một loạt các phương pháp điều trị dược lý và vật lý đối với ung thư đại trực tràng. Kuriyama và các đồng nghiệp đã chỉ ra rằng quá trình điện thẩm thấu làm tăng đáng kể độ nhạy của các tế bào ung thư đại trực tràng ở chuột, bao gồm cả MC38, đối với bleomycin trong ống nghiệm, mặc dù không có tác dụng tương tự đối với 5-fluorouracil hoặc cisplatin [24]. Trong các thí nghiệm in vivo đi kèm, liệu pháp điện hóa trị bằng bleomycin hoặc cisplatin đã làm cho khối u đại trực tràng dưới da thoái lui hoàn toàn ở lần lượt 5 và 4 trong số 8 con vật, một hiệu quả có thể quy cho sự tích tụ thuốc trong khối u tăng lên; báo cáo đã công bố không nêu rõ dòng tế bào nào trong hai dòng này được sử dụng cho các ca cấy ghép này. Manome và các đồng nghiệp đã sử dụng tế bào MC38 để chứng minh rằng việc chuyển gen qua sóng siêu âm có thể đưa DNA plasmid trần vào tế bào ung thư đại tràng cả trong ống nghiệm và trong các khối u MC38 phát triển trên chuột đồng gen, chứng minh tính khả thi của phương pháp siêu âm cơ học như một kỹ thuật chuyển gen không dùng virus [25].

Các tiền chất diclofenac được thay thế bằng carborane đã được đánh giá lại bằng mô hình MC38. Trong số một loạt các hợp chất được thiết kế lại, một amidine lưỡng cực mang cụm nido đã làm mất khả năng sống của MC38 ở nồng độ micromolar thấp, hoạt động chủ yếu thông qua việc ức chế mạnh quá trình phân chia tế bào và gây chết tế bào theo chương trình ở mức độ vừa phải, kèm theo sự cạn kiệt các gốc oxy và nitơ phản ứng, trong khi chính diclofenac và các oxindol được thay thế bằng carborane lại không gây độc tế bào [26]. Các phương pháp quang di truyền cũng đã sử dụng tế bào MC38: Các tế bào MC38 và B16F10 biểu hiện archaerhodopsin-3 (AR3) — một bơm proton hướng ra ngoài được điều khiển bằng ánh sáng — đã trải qua quá trình chết tế bào theo chương trình khi tiếp xúc với ánh sáng xanh, và các khối u biểu hiện AR3 được cấy ghép vào chuột C57BL/6 đã cho thấy sự co lại rõ rệt hoặc sự ức chế tăng trưởng sau khi chiếu xạ [27]. Park và các đồng nghiệp đã sử dụng tế bào MC38 làm nhóm đối chứng ung thư đại tràng trong một nghiên cứu liệu pháp gen nhắm vào u hắc tố, bằng cách tận dụng các cấu trúc promoter/enhancer đặc hiệu cho tế bào hắc tố được liên kết với gen purine nucleoside phosphorylase của Escherichia coli; 96% tế bào MC38 vẫn còn sống sau khi điều trị bằng tiền chất thuốc, xác nhận sự biểu hiện giới hạn trong mô [28].

Kết luận

Tế bào MC38 chiếm vị trí trung tâm trong nghiên cứu ung thư đại trực tràng và miễn dịch ung thư. Khả năng tương thích đồng gen với chuột C57BL/6, gánh nặng đột biến cao, cảnh quan neoantigen phong phú và độ nhạy cảm với các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch đã cùng nhau biến chúng thành một trong những mô hình tiền lâm sàng cung cấp nhiều thông tin nhất để nghiên cứu các khối u đại tràng, phản ứng của tế bào lympho T dương tính với CD8, đại thực bào liên quan đến khối u, vắc-xin ung thư và sinh học con đường thụ thể chết tế bào theo chương trình 1. Hàng thập kỷ nghiên cứu đã công bố đã xác nhận tính hiệu quả của mô hình này trong các lĩnh vực liệu pháp gen, sinh học bám dính, di căn gan và đánh giá thuốc mới, trong khi các nghiên cứu gần đây tận dụng các túi ngoại bào, hình ảnh PET và quang di truyền học tiếp tục mở rộng ý nghĩa ứng dụng lâm sàng của nó. Do sự khác biệt đã được ghi nhận giữa các dòng con, nguồn gốc của tế bào cần được ghi chép và kiểu gen phải được xác minh cho mỗi nghiên cứu. Các nhà nghiên cứu cần một mô hình ung thư đại trực tràng ở chuột đáng tin cậy và được đặc trưng kỹ lưỡng có thể đặt hàng hoặc liên hệ để tìm hiểu về tế bào MC38 trực tiếp tại cytion.com.

Các công bố chính

1. Corbett TH, Griswold DP Jr, Roberts BJ, et al. (1975) Mối quan hệ gây ung thư trong quá trình phát triển các khối u đại tràng có thể cấy ghép ở chuột để thử nghiệm hóa trị, kèm theo ghi chú về cấu trúc chất gây ung thư. Cancer Research 35:2434–2439. PMID: 1149045
2. Tan MH, Holyoke ED, Goldrosen MH (1976) Ung thư biểu mô tuyến đại tràng ở chuột: các phương pháp nuôi cấy chọn lọc trong ống nghiệm. Tạp chí Viện Ung thư Quốc gia 56:871–873. PMID: 1255804 · DOI: 10.1093/jnci/56.4.871
3. Schrörs B, Hos BJ, Yildiz IG, et al. (2023) Các dòng tế bào khối u đại tràng MC38 từ hai nguồn khác nhau cho thấy sự khác biệt đáng kể về biểu hiện transcriptome, mutanome và neoantigen. Frontiers in Immunology 14:1102282. PMID: 36969213 · DOI: 10.3389/fimmu.2023.1102282
4. Morimoto-Tomita M, Ohashi Y, Matsubara A, và cộng sự. (2005) Các dòng tế bào ung thư đại tràng chuột được thiết lập để có tỷ lệ di căn gan cao trong thí nghiệm thể hiện sự tăng trưởng nhanh chóng và không phụ thuộc vào bề mặt bám dính. Clinical & Experimental Metastasis 22:513–521. PMID: 16320114 · DOI: 10.1007/s10585-005-3585-0
5. Yadav M, Jhunjhunwala S, Phung QT, và cộng sự. (2014) Dự đoán các đột biến khối u có tính miễn dịch bằng cách kết hợp phổ khối và giải trình tự exome. Nature 515:572–576. PMID: 25428506 · DOI: 10.1038/nature14001
6. Didion JP, Buus RJ, Naghashfar Z, và cộng sự. (2014) Phân tích mảng SNP trên các dòng tế bào chuột xác định chủng gốc của chúng và phát hiện sự nhiễm chéo cũng như tình trạng bất thường số lượng nhiễm sắc thể phổ biến. BMC Genomics 15:847. PMID: 25277546 · DOI: 10.1186/1471-2164-15-847
7. Zhang CF, Yu XJ, Wang BY, và cộng sự. (2016) Trình tự toàn bộ bộ gen ty thể của dòng tế bào ung thư đại trực tràng MCA38 ở chuột. Mitochondrial DNA Part A 27:2034–2035. PMID: 25434994 · DOI: 10.3109/19401736.2014.974176 — xem lưu ý cảnh báo trong mục Cellosaurus CVCL_B288.
8. Cornelissen LAM, Blanas A, van der Horst JC, và cộng sự. (2019) Sự rối loạn chuyển hóa axit sialic thúc đẩy sự phát triển khối u bằng cách tăng cường quá trình apoptosis của tế bào T CD8+. Tạp chí Quốc tế về Ung thư 144:2290–2302. PMID: 30578646 · DOI: 10.1002/ijc.32084
9. Zhang L, Zhang S, Wu J, và cộng sự. (2023) Chất đánh dấu PET dựa trên peptit tuyến tính để chụp ảnh PD-L1 trong khối u. Dược học Phân tử 20:4256–4267. PMID: 37368947 · DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.3c00382
10. Hiroishi K, Tüting T, Tahara H, Lotze MT (1999) Liệu pháp gen interferon-alpha kết hợp với truyền tín hiệu CD80 làm giảm khả năng gây ung thư và sự phát triển của khối u đã hình thành trong các mô hình khối u có tính miễn dịch kém. Gene Therapy 6:1988–1994. PMID: 10637450 · DOI: 10.1038/sj.gt.3301034
11. Eguchi J, Hiroishi K, Ishii S, Mitamura K (2003) Liệu pháp gen interferon-alpha và interleukin-12 trong điều trị ung thư: interferon-alpha kích thích các phản ứng miễn dịch đặc hiệu với khối u trong khi interleukin-12 kích thích quá trình tiêu diệt không đặc hiệu. Cancer Immunology, Immunotherapy 52:378–386. PMID: 12739068 · DOI: 10.1007/s00262-002-0367-2
12. Rossowska J, Anger N, Wegierek K, và cộng sự. (2019) Tiềm năng chống ung thư của các túi ngoại bào được giải phóng bởi các tế bào ung thư đại tràng chuột biến đổi gen với sự biểu hiện quá mức của interleukin-12 và shRNA nhắm vào TGF-β1. Frontiers in Immunology 10:211. PMID: 30814999 · DOI: 10.3389/fimmu.2019.00211
13. Xing H, Liang C, Xu X, và cộng sự. (2020) Các tế bào mô liên kết trung mô/tương tự tế bào gốc có biểu hiện GARP bị ức chế ức chế sự tăng sinh và xâm lấn của các tế bào ung thư đại tràng chuột (MC38) thông qua các exosome. Tạp chí Y học Tế bào và Phân tử 24:13984–13990. PMID: 33155413 · DOI: 10.1111/jcmm.16008
14. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (1999) Sự bám dính của các tế bào T chuột được kích hoạt bằng kháng thể chống CD3 vào các tế bào ung thư tuyến đại tràng đồng gen được điều hòa khác nhau bởi các con đường phụ thuộc vào kinase tyrosine protein, kinase protein C và cAMP trong tế bào tác động. Tạp chí Nghiên cứu Sinh hóa và Sinh lý học 255:460–465. PMID: 10049731 · DOI: 10.1006/bbrc.1999.0232
15. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (2002) Adenosine ức chế sự bám dính của tế bào lympho T vào các tế bào ung thư tuyến đại tràng qua trung gian integrin alpha(4)beta(7). Experimental Cell Research 276:90–100. PMID: 11978011 · DOI: 10.1006/excr.2002.5514
16. Cohen SA, Tzung SP, Doerr RJ, Goldrosen MH (1990) Vai trò của các tế bào gan dương tính với asialo-GM1 từ chuột nude không có tuyến ức hoặc chuột được điều trị bằng axit polyinosinic-polycytidylic trong việc ức chế di căn gan thực nghiệm có nguồn gốc từ đại tràng. Cancer Research 50:1834–1840. PMID: 2306736
17. Volpe CM, Mehta N, Kim U, và cộng sự. (1999) Các tế bào NK dương tính với AsGM1 ngăn chặn sự di căn của các tế bào ung thư LD-MCA-38 xâm lấn ở chuột nude. Tạp chí Nghiên cứu Phẫu thuật 84:157–161. PMID: 10357913 · DOI: 10.1006/jsre.1999.5631
18. Johnkoski JA, Tzung SP, Doerr RJ, Cohen SA (1992) Di căn gan làm thay đổi chức năng miễn dịch của các tế bào không nhu mô gan ở chuột. Tạp chí Phẫu thuật 127:1325–1329. PMID: 1444795 · DOI: 10.1001/archsurg.1992.01420110073015
19. Hodge JW, Schlom J (1999) Nghiên cứu so sánh giữa vectơ retrovirus và vectơ poxvirus trong vắc-xin tế bào khối u nguyên vẹn. Tạp chí Nghiên cứu Ung thư 59:5106–5111. PMID: 10537283
20. Lorenz MG, Kantor JA, Schlom J, Hodge JW (1999) Kích thích miễn dịch chống khối u do các tế bào khối u biểu hiện một chất tương tự LFA-3 của chuột thông qua virus vaccinia tái tổ hợp. Human Gene Therapy 10:623–631. PMID: 10094205 · DOI: 10.1089/10430349950018698
21. Hampton TA, Conry RM, Khazaeli MB, et al. (2000) Phân tích SEREX để xác định kháng nguyên khối u trong mô hình chuột bị ung thư biểu mô tuyến. Cancer Gene Therapy 7:446–455. PMID: 10766351 · DOI: 10.1038/sj.cgt.7700124
22. Takeda A, Homma S, Okamoto T, và cộng sự. (2003) Sự hợp nhất giữa tế bào nhánh chưa trưởng thành và tế bào ung thư kích thích miễn dịch chống ung thư mạnh mẽ. Tạp chí Nghiên cứu Lâm sàng Châu Âu 33:897–904. PMID: 14511362 · DOI: 10.1046/j.1365-2362.2003.01194.x
23. Unfer RC, Hellrung D, Link CJ Jr (2003) Miễn dịch đối với epitope alpha(1,3)galactosyl mang lại sự bảo vệ cho chuột khi tiếp xúc với các tế bào ung thư đại tràng biểu hiện alpha(1,3)galactosyl-transferase: một gen tự sát mới cho liệu pháp gen ung thư. Nghiên cứu Ung thư 63:987–993. PMID: 12615713
24. Kuriyama S, Matsumoto M, Mitoro A, và cộng sự (2000) Điện hóa trị liệu cho ung thư đại trực tràng bằng các thuốc hóa trị thông dụng trên mô hình chuột. Tạp chí Bệnh Tiêu hóa và Khoa học 45:1568–1577. PMID: 11007108 · DOI: 10.1023/a:1005565027969
25. Manome Y, Nakamura M, Ohno T, Furuhata H (2000) Siêu âm hỗ trợ quá trình chuyển DNA plasmid trần vào tế bào ung thư đại tràng trong ống nghiệm và trên động vật thí nghiệm. Human Gene Therapy 11:1521–1528. PMID: 10945766 · DOI: 10.1089/10430340050083252
26. Selg C, Gordić V, Krajnović T, và cộng sự (2024) Thiết kế lại và đánh giá các tiền chất thuốc dựa trên diclofenac được thay thế bằng carborane cùng tiềm năng chống ung thư của chúng. Scientific Reports 14:30488. PMID: 39681576 · DOI: 10.1038/s41598-024-81414-x
27. Nakao S, Kojima K, Sato K, và cộng sự. (2025) Liệu pháp ung thư quang di truyền sử dụng rhodopsin archaerhodopsin-3 (AR3) – một bơm proton hướng ngoại được kích hoạt bằng ánh sáng. Tạp chí Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ 147:44131–44140. PMID: 41186408 · DOI: 10.1021/jacs.5c13053
28. Park BJ, Brown CK, Hu Y, và cộng sự. (1999) Việc tăng cường biểu hiện gen đặc hiệu cho u hắc tố bằng cách sử dụng bộ tăng cường gen đặc hiệu cho tế bào hắc tố theo kiểu nối tiếp dẫn đến tăng độc tính tế bào của gen phosphorylase nucleosid purin trong u hắc tố. Tạp chí Điều trị Gen Người 10:889–898. PMID: 10223723 · DOI: 10.1089/10430349950018292

Dữ liệu thư mục và tóm tắt được trích xuất từ PubMed. Dữ liệu siêu dữ liệu về dòng tế bào từ mục Cellosaurus dành cho MC-38 (RRID:CVCL_B288).