本月，我们将聚焦癌症，了解研究人员如何以前所未有的细节处理肿瘤。此外，我们本月的基因是你基因组的守护者，而不是银河系。这是裸体科学家播客的一个简短版本放大巨蟹座。
在这一集里
什么是癌症?
艾玛·史密斯博士，英国癌症研究中心
在世界范围内，每年有超过1400万人被诊断患有癌症，到2030年，这一数字预计将上升到2100多万，因此这是一个日益严重的全球问题。凯特·阿尼采访了英国癌症研究中心的科学传播经理艾玛·史密斯，以了解癌症的基本知识。
艾玛-正常情况下细胞是受到高度控制的。只有当你的身体需要它们时，它们才会生长，当有信号这样做的时候。在癌症中，细胞中的一些信号，一些基因已经失控。由于某种原因，细胞开始分裂和繁殖，失去控制，然后某种细胞过多，这时就形成了肿瘤。
我们是把癌症作为一种疾病来讨论吗?有一个“大C”——它只是一种东西吗?
艾玛:绝对不行!我们是由数百种不同类型的细胞组成的，癌症可以出现在许多不同的组织中:肠，肺，胰腺，所有这些不同类型的癌症都有不同的特征。它们是由不同的错误分子和不同的错误基因引起的，当然，这需要不同的治疗方法。所以我们绝对不能把癌症当作一种疾病来治疗。
我们对不同类型癌症的成因了解多少?人们责怪环境，责怪压力，有些人说，这是基因决定的，不是吗?
艾玛:这是一个非常非常复杂的混合。有些是由于我们所做的事情，我们生活的方式，我们环境中的事物。我们称这些为可预防的癌症原因。在我们的环境中，这些东西会对我们的DNA造成损害，正是这种对DNA的损害引入了一个缺陷，而有缺陷的基因可能会意外地告诉细胞开始繁殖，然后，你就得了癌症。
但是，当然，这并不是故事的结尾。有些癌症是由于——我在头条上看到它被称为“坏运气”。好吧，我们不要说这是运气不好，我们就说这是自然吧。我们所有的细胞都能分裂，每次分裂，不幸的是，尽管我们愿意相信，人类并不完美。当细胞复制自身和复制DNA时，它可能会不小心引入一个错误。这不是一个100%完美的过程，只是这样做，你可能会在一个关键基因上有一个错误，可能会发展成癌症。这就是自然的一面。
但我们环境中的化学物质和其他东西也会引入这些DNA错误，所以这是两者的混合。大约十分之四的癌症，我们称之为“可预防的”，所以如果人们想降低癌症风险，有很多很多事情可以做。
你提到过有缺陷的基因和分子会导致癌症。那么到底有多少癌症存在于基因中呢?它能被继承吗?这是怎么回事?
艾玛:这是可以遗传的。在某些例子中，人们从父母那里继承了某种缺陷，这种特殊的基因非常重要，因此，它增加了患癌症的风险。但这只是癌症的一小部分。大多数癌症只是自然的结果，或者只是变老。因为随着时间的推移，损伤会在我们的细胞中累积;我在我们的环境中提到的所有这些东西。所以有一些特定的基因，但这些基因在我们所见的癌症中只占很小的比例。
所以，到目前为止我们知道癌症不是一种疾病;这是许多不同的疾病。原因很复杂。我们的环境、我们的行为和我们身体本身之间存在着相互作用。那么我们如何治疗癌症呢?或许，治疗也不是一刀切的吧?
艾玛:当然不是，但治疗方法可以大致分为几类。经常上头条的药物和现代药物都非常昂贵。但这些药物的目的是专门瞄准癌细胞;它们被称为靶向治疗。化疗是癌症治疗的基石之一。更普遍的是，它不是专门设计来攻击癌细胞的，但在某些情况下，它非常非常有效。另一种是放射治疗，放疗，当然还有手术。把它们放在一起，通常病人也会得到一种混合物。他们不只是接受一种治疗;通常它是几种不同类型治疗的结合。
在实验室里制造肿瘤
Fran Balkwill教授，伦敦玛丽女王大学
癌症会导致肿瘤，但肿瘤并不仅仅是由癌细胞形成的，凯特·阿尼在拜访弗兰·巴尔克威尔时发现了这一点。弗兰是伦敦玛丽女王大学巴茨癌症研究所的癌症生物学教授，她正在研究卵巢癌，卵巢癌会在体内扩散，尤其是扩散到腹膜——腹部的内衬——和网膜，也就是腹部脂肪的科学术语。
弗兰:我的兴趣是整个癌症。很多人认为癌症是由失控的恶性细胞产生的。这是真的，但这只是故事的一半。当我们真正想到，可能所有的癌症，它们实际上是恶性细胞的混合物，癌细胞，但是癌症吸收了大量的其他细胞，在某种程度上，这些细胞被腐蚀以帮助癌症生长和扩散。50%或更多的肿瘤肿块可能是这些促进肿瘤生长和扩散的正常细胞。
凯特-你认为是哪种癌症?
弗兰:我们正在研究一种叫做高级别浆液性卵巢癌的卵巢癌。当你观察时，你会发现脂肪细胞的混合物，在腹膜的一部分，我们认为癌症可以利用这些脂肪来帮助它们生长。然后你会发现成纤维细胞，你会发现新的血管，你会发现很多很多的免疫细胞，我们知道它们应该，也可以，对抗肿瘤但它们没有，恶性细胞也没有。实际上，在癌症细胞周围有多达20种或更多不同的细胞类型。
Kat:但是从我在实验室工作的经验来看，你只是观察在塑料培养皿中生长的癌细胞，但很明显，这并没有捕捉到你所说的所有多样性?
弗兰:不。当然，这就是问题所在。这就是为什么我们用老鼠的癌症模型因为这样你就可以在一个活的有机体中，但有时我们需要所有的人类细胞。一些新的治疗方法实际上含有针对人类细胞而不是小鼠细胞的抗体所以我们真的需要补充小鼠模型，我们需要一些人体模型。那么我们该如何着手呢?
Kat -人类实验室…
弗兰:是的。人类实验室。我们不是塑料做的，癌症也不仅仅是生长在塑料板上的癌细胞。但随着生物工程和再生医学的进步，我们认为，现在很多人都在尝试这样做，我们可以开始建立复杂的三维模型，不仅仅是一种细胞类型。不仅仅是一个癌细胞，并回答一些基本问题，关于肿瘤是如何形成的，以及我们可以使用哪些新的治疗方法。
凯特-那你要怎么做呢?你如何在实验室里重建肿瘤的三维荣耀?
弗兰:我想我得说这很困难。但是我们采取的方法是首先解构，所以我们从手术中得到网膜，它是腹膜的一部分来自高级别浆液性卵巢癌患者。
首先，我们发现了很多东西，不是全部，但我们认为很多东西是有用的，这样我们就有了一种模型的模板，而且我们也能够验证。我们就能说我们建立的模型和真实的东西有多接近。我们这样做了很长一段时间，事实证明这非常有用，也很有趣。我们了解了一些关于肿瘤的知识以前我们只观察癌细胞时所不知道的。
现在我们采取了各种方法;最有希望的是建立一个人工网膜，因为正常人的网膜主要是脂肪细胞。所以我们已经能够培养出一个人造网膜，我们从解构中知道它应该有多硬，我们也知道那里有什么其他细胞。然后我们培养肿瘤细胞，成纤维细胞建造细胞，还有其他一些被称为间皮细胞的细胞，我们试图重建一个肿瘤首先侵入网膜的模型。还有另一个模型，肿瘤已经在原位了，有各种类型的细胞。
我们还没有得到所有的细胞类型下一个挑战是免疫细胞。但是我们已经从病人身上得到了一些主要的细胞类型现在我们只是在测试看看这些细胞类型有多相似，在它们的一些功能和它们所产生的东西以及它们所做的事情上，我们从病人身上取出的肿瘤。
这有点像拆房子，一块砖一块砖地拆，把所有东西都拆了，连横梁都拆了。砖块，绝缘材料，看看你得到了什么然后再试着重建它?
弗兰:是的。我认为这是个不错的类比。这很复杂。显然，我们永远不可能完全重现癌症。现在重要的是找到我们无法用任何其他方式回答的问题，或者我们需要在小鼠模型中补充我们的研究，然后找出我们认为可以回答这些问题的细胞组合。
凯特:那么现在你正在实验室里培育这些小肿瘤，这些小系统，你的最终目标是什么?你打算拿他们怎么办?
弗兰:首先，我们需要检查它们是否足够像人类肿瘤，然后，从我们的角度来看，我们希望找到新的治疗方法，破坏恶性细胞和它们腐蚀和吸收的所有细胞之间的相互作用，因为如果我们能做到这一点，我们就能打破肿瘤的一些供应线。我们还想利用它们来了解肿瘤细胞和其他细胞是如何相互作用形成肿瘤的。所以这是了解一些基本的癌症生物学，也是我们测试新疗法的一种补充方式。
Kat——我看了一些关于组织工程的报道，研究人员使用3D打印机之类的东西来制造新的器官和类似的东西。你在实验室里制造这种肿瘤的梦想是什么?
弗兰:嗯，我认为你说得完全正确，我们刚刚获得了一些资金来购买3D生物打印机。这需要一段时间;这不会在一夜之间发生，但我认为这是一个好主意。前几天我和一群临床医生，肿瘤学家谈论这个问题。一个人后来走过来对我说:“你知道吗，当你说到这个的时候，我想到了一个生物打印机打印微小活人的景象。”
那将是终极模式，不是吗?
弗兰:是的。不幸的是，细胞的大小决定了我们的大小，不幸的是，你不能做出微小的人，但这是一个很棒的想法。
本月最佳基因——p53
现在是我们这个月的基因- p53，也被称为基因组的守护者。
故事要追溯到20世纪70年代，当时一位名叫大卫·莱恩(David Lane)的英国科学家与他在帝国癌症研究基金会(现为英国癌症研究中心)的同事们一起研究一种被称为SV40的猴子病毒，这种病毒会在实验室培养的小鼠细胞中导致癌症。
他们特别关注由病毒产生的两种蛋白质——被称为“大T”和“小T”抗原，被认为是其致癌能力的关键。通过用这些蛋白质拖网捕捞被感染的细胞提取物，就像渔民用网拖网捕鱼一样，莱恩钓出了一种重量仅为53千道尔顿(这是分子的测量单位)的小蛋白质。
在1979年发表在《自然》杂志上的开创性论文中，莱恩和他的老板莱昂内尔·克劳福德指出:“(这种神秘蛋白质)……可能在正常情况下充当与生长控制相关的某些细胞功能的调节剂……确定(正常)细胞中这种……蛋白质的水平，并观察它是否受到其他致癌物质的诱导，这是至关重要的。”
人类编码p53的基因被称为TP53，于1984年被发现，我们现在知道它负责在DNA损伤时激活其他基因。如果你曾经愚蠢到被太阳晒伤，你可以看到你自己的TP53基因在起作用——那些可怕的剥皮的东西是死皮细胞，由于p53开启了细胞“自杀”途径，防止受损细胞癌变而被杀死——因此它的绰号是“基因组守护者”。当它起作用时，这是很好的，但大多数癌症似乎关闭了基因或以某种方式使蛋白质失活，有效地将监护人投入监狱并在体内横行。
自从p53被发现以来，人们已经知道它参与了从衰老、免疫到子宫发育的一系列生物功能。在大卫·莱恩首次发现后的近40年里，科学家们仍在试图弄清楚它在细胞内是如何工作的，以及如何利用这些知识来治疗癌症和其他疾病。
一种方法是使用能够重新激活癌细胞中的p53的药物——让它从监狱中出来，这样它就可以杀死那些流氓细胞。另一种方法是专门针对并杀死没有活性p53的细胞——这些细胞应该是癌细胞，而不是健康细胞。到目前为止，这都是在实验阶段，所以关注这个空间。
说到《银河护卫队》——但说的是银河系而不是基因组——据我所知，目前还没有名为格鲁特或小格鲁特的基因，所以如果你是一位遗传学家，正在为你最新的DNA发现寻找想法，它们仍然是可供选择的。
放大微rna
Peter Leedman，西澳大利亚大学
除了研究导致癌症的基因，并利用这些信息推动针对有缺陷蛋白质的新型抗癌药物的开发外，研究人员还采取了更直接的方法，研究如何降低基因本身的活性。其中一位是来自珀斯西澳大利亚大学哈利·珀金斯医学研究所的彼得·利德曼教授，他向克里斯·史密斯解释了他的想法。
Peter:我们对使用部分基因组的概念很着迷。这就是DNA作为癌症新疗法的蓝图。特别是一些实体肿瘤，如肝癌、胰腺癌、头颈癌和脑癌，这些肿瘤的治疗方法很少，预后和前景可能很差。
我们知道癌症是一种遗传疾病。当基因出错时，细胞就会开始遵从错误的指令或者不遵从正常的指令。所以当你说你试图用基因组找到一种治疗癌症的新方法时，你是什么意思?
彼得:有些实体瘤是由细胞外部的受体等因素驱动的，它们驱使细胞无限制地增殖或生长。我们将其视为一系列目标。故事的第二部分是说，我们可以在基因组或DNA蓝图中发现什么，这可能会给我们一个答案，来减缓驱动生长的受体。50年来的教条是，据说很多DNA含有垃圾，所以被称为“垃圾DNA”。在过去的15年里，我们发现大约2%的DNA是非常重要的，可以形成蛋白质，但98%的非蛋白质DNA是非常重要的。
克里斯-那我再澄清一下。所以你的意思是2%的DNA代码实际上是基因，这些基因在细胞中转化为蛋白质;它们就像制造蛋白质的食谱。98%真的很重要，但怎么做到呢?那98%的人在做什么，或者说在做什么，让它变得如此重要?
98%倾向于制造我们所说的非编码RNA。DNA被合成RNA，这个拷贝在98%的基因组中没有被转化为蛋白质，它包含了这种丰富的小分子，叫做RNA。这是一个全球都很感兴趣的领域，因为我们相信如果我们能解开98% DNA中的一些秘密，也就是所谓的垃圾，其中一些可能对临床治疗有用。
克里斯:对，DNA有用的教条是它包含了制造蛋白质的配方。这已经过时了，我们现在意识到，它可能不会制造蛋白质，但这种DNA肯定会制造一些重要的东西。它制造这些RNA分子，它们留在细胞里做什么吗?
我们所知道的是:其中一些非常小，只有22或23个碱基长。我们发现其中一种叫做microRNA-7的蛋白质在减缓和抑制导致许多癌症的生长受体方面特别强大，它以一种非常复杂的方式做到这一点。它基本上去除了关键受体本身和受体的多个朋友，这些受体帮助驱动肿瘤的生长和促进肿瘤的生长，我们发现，当我们将microRNA-7添加到许多这些癌症中时，我们可以在试管中阻止癌症的生长。我们也可以在老鼠身上阻止它，这是特别令人兴奋的。
克里斯-他们在细胞内部做了什么来达到这种效果?我们从化学上理解它们在做什么吗?
我们所知道的是，微rna在细胞内起作用，它们瞄准信息并将其分解。这种蛋白质是驱动癌症的关键生长受体，现在被从细胞中取出，所以癌症经历了我们所说的细胞死亡。
Chris -所以这是一种特别的，高度针对性的方法，取下一个离散的遗传信息所以它剥夺了细胞拥有遗传信息的能力它制造了太多的遗传信息而根本无法制造?唯一的问题是，这种情况会发生在你身体的每个细胞中，如果你把一个人淹没在这种microRNA-7中，他们就会被剥夺在任何地方制造这种基因产物的能力。那就糟了，不是吗?
彼得:这是个好问题。我们对这些肿瘤的了解，这些令人讨厌的肿瘤，比如肝癌和头颈癌，它们的特征是在细胞表面有很多，我的意思是有时是数百万，这些促进生长的受体。相比之下，正常细胞可能有1000个或更少的数量，这里的原则是替换回癌细胞曾经产生的东西，这是非常重要的一点。
我们研究的癌细胞曾经制造过microRNA-7但是它们失去了microRNA-7，这就为促进生长提供了难以置信的中断，当你失去它的时候，你就为细胞提供了无限制生长的机会。现在，如果我们加入microRNA-7它的目标是生长受体促进途径和它所有的朋友，但它通常会瞄准体内那些有很多很多受体的细胞。比正常细胞多得多，所以我们相信这就是为什么它的耐受性更好，当然，也能非常有效地对抗癌症。
克里斯-你能把这个信息充分地传递到细胞里，对吗?
彼得-我们可以。当我们在模型系统中静脉注射微rna时，它很容易被癌症吸收。所以我们相信这将是治疗人类癌症的绝佳方法。
克里斯:癌症最臭名昭著的一点就是它的基因多样性。癌症对化疗反应不佳的原因之一是，最终，你得到的癌细胞已经进化并被淘汰，它们有能力摆脱细胞，不管你放进去的是什么，试图杀死它。那么，有没有一种可能性，你所做的一切都是在拖延时间，我们将选择使用你的代理人癌细胞，它可以为受体制造更多的基因，你将回到你开始的地方?
彼得:问得好。癌症的一个关键问题是，它们通常会对第一次治疗产生抗药性，或者对可能给予的治疗产生抗药性。我们在microRNA-7上发现的一件事是，当我们把它注射到对化疗药物有抵抗力的细胞中，比如顺铂，顺铂通常用于头颈癌，我们发现我们可以通过注射microRNA-7使细胞对化疗药物重新敏感。
这真的很令人兴奋，因为这表明我们可以把病人从抗药性的可怕创伤中拯救出来。实际上，当癌症夺去了人的生命，它夺去了人的生命，因为它会复发，它会复发到可怕的地方，扩散到全身。你不会死于第一次得癌症，你实际上会死于癌症发生的并发症——所谓的转移或转移性疾病。我们对这个分子，microRNA-7感到非常兴奋，因为它有能力与其他药物一起工作，使肿瘤对这些药物重新敏感，因此，有希望改善结果。
本月最佳基因——p53
现在是我们这个月的基因- p53，也被称为基因组的守护者。
故事要追溯到20世纪70年代，当时一位名叫大卫·莱恩(David Lane)的英国科学家与他在帝国癌症研究基金会(现为英国癌症研究中心)的同事们一起研究一种被称为SV40的猴子病毒，这种病毒会在实验室培养的小鼠细胞中导致癌症。
他们特别关注由病毒产生的两种蛋白质——被称为“大T”和“小T”抗原，被认为是其致癌能力的关键。通过用这些蛋白质拖网捕捞被感染的细胞提取物，就像渔民用网拖网捕鱼一样，莱恩钓出了一种重量仅为53千道尔顿(这是分子的测量单位)的小蛋白质。
在1979年发表在《自然》杂志上的开创性论文中，莱恩和他的老板莱昂内尔·克劳福德指出:“(这种神秘蛋白质)……可能在正常情况下充当与生长控制相关的某些细胞功能的调节剂……确定(正常)细胞中这种……蛋白质的水平，并观察它是否受到其他致癌物质的诱导，这是至关重要的。”
人类编码p53的基因被称为TP53，于1984年被发现，我们现在知道它负责在DNA损伤时激活其他基因。如果你曾经愚蠢到被太阳晒伤，你可以看到你自己的TP53基因在起作用——那些可怕的剥皮的东西是死皮细胞，由于p53开启了细胞“自杀”途径，防止受损细胞癌变而被杀死——因此它的绰号是“基因组守护者”。当它起作用时，这是很好的，但大多数癌症似乎关闭了基因或以某种方式使蛋白质失活，有效地将监护人投入监狱并在体内横行。
自从p53被发现以来，人们已经知道它参与了从衰老、免疫到子宫发育的一系列生物功能。在大卫·莱恩首次发现后的近40年里，科学家们仍在试图弄清楚它在细胞内是如何工作的，以及如何利用这些知识来治疗癌症和其他疾病。
一种方法是使用能够重新激活癌细胞中的p53的药物——让它从监狱中出来，这样它就可以杀死那些流氓细胞。另一种方法是专门针对并杀死没有活性p53的细胞——这些细胞应该是癌细胞，而不是健康细胞。到目前为止，这都是在实验阶段，所以关注这个空间。
说到《银河护卫队》——但说的是银河系而不是基因组——据我所知，目前还没有名为格鲁特或小格鲁特的基因，所以如果你是一位遗传学家，正在为你最新的DNA发现寻找想法，它们仍然是可供选择的。
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