在美國，胰腺癌每年導致近38,000人死亡，是癌癥死亡的主要原因。胰腺癌患者預后極差。根據美國國家癌癥研究所的統計，2003年-2009年整體5年生存率為6%，被稱之為“癌中之王”。

目前，研究人員和臨床醫生仍然未能獲得一種非侵入性的方法來檢測早期癌細胞。他們說，缺乏一種像PSA檢測一樣的測試用于胰腺癌，是導致到病程晚期才能檢測到胰腺癌的主要原因之一。

研究人員一直在尋找一種人類細胞早期疾病進展模型。現在來自賓夕法尼亞大學Perelman醫學院的細胞和發育生物學教授Ken Zaret博士，領導科學家們利用干細胞技術，構建出了來自一名晚期胰腺導管腺癌（PDAC）患者的研究細胞系。研究人員在《Cell Reports》雜志上描述了這一史無前例的人類細胞胰腺癌進展模型。

“這是第一個例子直接利用來自實體瘤的誘導多能干細胞（iPS細胞）建立癌癥進展模型。這也是第一個模擬從早期階段到侵襲性階段胰腺癌進展的人類細胞系，”Zaret說。

“我們能夠預測，出現胰腺癌中期的細胞特征和蛋白質標記物在末期不明顯。這使得我們對于這種致死性癌癥類型的樣子有了新的認識。我們的分析揭示了PDAC進展過程中已知的激活分子網絡，以及中期激活的新分子網絡。這有可能讓我們獲得關于疾病早期階段生物標記物的新認識。”

Zaret和文章的第一作者、實驗室博士后Jungsun Kim猜測，如果人類PDAC細胞能夠重編程為多能細胞，然后讓它們再分化為胰腺組織，它們有可能會經歷癌癥的早期階段。為此，他們構建了PDAC多能細胞，發現這些細胞確實可以重演胰腺癌的早期到中期階段。隨后，他們在早期分離出這些細胞，進行體外培養，鑒別出了細胞分泌和釋放的，可以作為疾病進展早期階段生物標記物的蛋白質。

不過，這里存在有一個限制。Zaret說：“利用iPS方法，我們只能得到來自一名患者的癌細胞系進行重編程，這意味著這項工作代表的是一個個體的癌癥。不過，許多的例子也證實了單一人類細胞系可作為人類疾病一種高度有用的模型。”

 “我們的iPS樣細胞顯示出多能性，就像其他的干細胞一樣，但當我們將它們注入到免疫缺陷小鼠體內后它們發生了分化，優先形成了早期胰腺癌細胞，”Zaret說。他解釋這種方法代表了利用來自人類患者的iPS細胞來模擬疾病的另外一個例子。其他實驗室開發的是神經疾病和心血管疾病的細胞系，不同的是他們是首次應用于實體瘤。

隨著癌癥從早期階段進展至晚期階段，這些癌細胞顯示了臨床上來自癌癥患者細胞的典型視覺特征。在早期階段，胰腺導管受損，細胞形狀異常，通過染色檢測顯示表達特征性的蛋白。隨著時間的推移，其中一些異常的細胞有可能過度生長，失去它們的導管特征，變得具有侵襲性。

當將人類PDAC iPS細胞種植到小鼠體內時，它們分泌或釋放出的蛋白與人類胰腺癌進展過程中表達的蛋白質網絡相對應，主要以三個重要蛋白：HNF4、integrin和TGFbeta為中心。

“我們建議在潛在胰腺癌患者血液中或是相對早期的患者中，尋找我們發現的這些分子網絡下游標記物，看看它們是否存在于人群中，”Zaret說。