癌細胞系的大型文庫（即代表癌癥患者機體腫瘤類型的細胞集合）往往能夠幫助理解腫瘤獨特的遺傳特性及其對當前和潛在治療的敏感性，這些文庫所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對于開發(fā)治療癌癥患者的新型療法往往至關(guān)重要。這就是癌癥細胞系百科全書（CCLE，Cancer Cell Line Encyclopedia）的情況，這是2008年由Broad癌癥研究計劃與諾華生物醫(yī)學研究所合作開發(fā)的900多種細胞系集合。
圖片來源：Susanna M. Hamilton, Broad Communications
2012年，CCLE的合作者們深入研究了癌細胞的基因組特性及其對藥物的敏感性、編目了來自所有947個細胞系的基因表達情況、染色體拷貝數(shù)、靶向性基因測序數(shù)據(jù)及一些藥物反應譜，這些信息能夠幫助癌癥研究者理解癌癥藥物的靶點并測定藥物的活性，比如研究人員就發(fā)現(xiàn)PRMT5基因能夠作為治療多種癌癥的潛在靶點，包括特性腦瘤、肺癌、胰腺癌、卵巢癌和血液癌癥等。
如今多個中心的研究人員通過整合新的細胞系并添加跨越從序列到表達再到分子譜的新數(shù)據(jù)，極大地增加了研究癌癥的資源，發(fā)表在Nature雜志上的研究報告中，研究人員報道了對CCLE數(shù)據(jù)庫的重大擴展，包括：1）1019個細胞系的RNA測序數(shù)據(jù)；2）954個細胞系的miRNA表達特性；3）899個細胞系的蛋白陣列數(shù)據(jù)；4）897個細胞系的全基因組組蛋白修飾；5）843個細胞系的DNA甲基化；6）329個細胞系的全基因組測序及326個細胞系的全外顯子組測序。
最新的數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)站：https：//depmap.org/portal/ccle/來獲取，研究者發(fā)現(xiàn)一些方法或許可以超越成對相關(guān)性，比如表達和蛋白質(zhì)的水平，以此來識別患者的癌癥狀態(tài)，并且只有當我們看到所有數(shù)據(jù)匯總時才能夠顯露出來，研究者希望所有的數(shù)據(jù)都可用，而社區(qū)將會幫助繪制這些宏觀圖片，從而在工業(yè)界和學術(shù)界廣泛開展藥物的發(fā)現(xiàn)工作。
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發(fā)表在Nature Medicine雜志上的一篇研究報告中，研究人員通過探測928種細胞系的225種代謝產(chǎn)物的豐度，開啟了對癌癥生物學的深入理解，這是首次對這種大小和多樣性的細胞系集合的系統(tǒng)代謝組學調(diào)查。研究者表示，這些數(shù)據(jù)及統(tǒng)計學模型將能夠幫助我們觀察到癌細胞中遺傳和表觀遺傳學錯誤之間隱藏的關(guān)系，及這些細胞代謝特征的變化情況，相關(guān)數(shù)據(jù)能揭示癌細胞的代謝依賴性，比如其就能夠提供機會來擴展抗癌藥物天冬酰胺酶的使用，并深入開發(fā)利用一種名為犬尿素的代謝產(chǎn)物的水平來作為某些免疫療法的預后生物標志物。
CCLE集合能夠為兩次大規(guī)模的癌癥發(fā)現(xiàn)工作提供支柱，其中一個名為DepMap項目，即Broad研究所和桑格研究所正在開展的項目，研究者旨在利用RNA干擾系統(tǒng)、CRISPR和藥物篩選系統(tǒng)，系統(tǒng)性地識別數(shù)百種癌癥細胞系的遺傳依賴性。第二項工作為PRISM，該系統(tǒng)能利用CCLE細胞系的遺傳條形碼版本來識別特殊的生物標志物，從而利用這些生物標志物來預測腫瘤對不同藥物化合物的反應。
最后研究者表示，這些數(shù)據(jù)集合構(gòu)成了使用細胞系模型來進行癌癥研究的科學家們的大量資源，目前研究人員很難低估這些數(shù)據(jù)在發(fā)現(xiàn)和理解不同腫瘤類型的癌癥生物學機制上的力量和潛力。
參考資料：
【1】Studies expand and update an encyclopedia of cancer cell lines
Tom Ulrich, Broad Institute of MIT and Harvard
【2】Haoxin Li, Shaoyang Ning, Mahmoud Ghandi,et al.The landscape of cancer cell line metabolism
Nature Medicine 25, 850–860 (2019) doi:10.1038/s41591-019-0404-8
【3】Mahmoud Ghandi, Franklin W. Huang, Judit Jané-Valbuena, et al. Next-generation
characterization of the Cancer Cell Line Encyclopedia, Nature 569, 503–508 (2019)
doi:10.1038/s41586-019-1186-3
