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Cell Stem Cell:新研究揭示人胶质母细胞瘤的起源

来源:中检健康 编辑:中检健康 时间:2020-02-02
胶质母细胞瘤是脑癌中最具侵袭性的形式,它在大脑中迅速生长和扩散,几乎不可能根除,通常会在诊断后一两年内导致死亡。科学家们一直在寻求更有效的靶向疗法,但到目前为止还没有取得成功,这部分上是原因是这类肿瘤在实验室环境中难以研究。

美国加州大学旧金山分校博士后研究员Aparna Bhaduri博士说,“胶质母细胞瘤在患者中具有侵袭性和顽强性,但在实验室中一直很难存活。在以前针对小鼠的胶质母细胞瘤研究中,在移植到它们的体内后,只有5%到10%的人类肿瘤能够存活下来,这使得我们猜测这类肿瘤可能在许多重要的方面不同于那些不能存活的肿瘤。”

如今,在一项新的研究中,Bhaduri、加州大学旧金山分校伊莱-艾迪斯布罗德再生医学与干细胞研究中心Arnold Kriegstein实验室博士后研究员Elizabeth Di Lullo博士首次在实验室中使用人大脑类器官---由人干细胞培育出的脑组织球状体---成功地让多种胶质母细胞瘤存活。相关研究结果发表在2020年1月2日的Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“Outer Radial Glia-like Cancer Stem Cells Contribute to Heterogeneity of Glioblastoma”。

 

胶质母细胞瘤细胞(绿色)入侵由人干细胞(蓝色)培育出的大脑类器官,图片来自University of California, San Francisco。

这些研究人员首次创建出从人类患者进行手术治疗时获取的胶质母细胞瘤的图谱,对数十种不同的细胞类型以及它们的独特基因表达模式进行分类。他们随后利用人干细胞培育出的大脑类器官来模拟这些通过遗传手段鉴定出的癌细胞类型在人大脑组织中的行为。

他们发现胶质母细胞瘤似乎并非起源于单个细胞类型(其他人称之为“胶质母细胞瘤干细胞”),而是起源于多种种子细胞(seed cell),包括一种看起来和在行为上非常类似于Kriegstein实验室在十年前发现的称为外放射状胶质细胞(outer radial glia cell, oRG)的神经干细胞。

Kriegstein及其同事们认为,与其他哺乳动物相比,这些oRG细胞在人类和其他灵长类动物中的数量要多得多,并且它们在大脑发育期间的快速分裂和特征性的“跳跃”迁移可能有助于灵长类动物大脑在进化上的扩张。

这些类似于oRG细胞的种子细胞,即oRG细胞样癌症干细胞,通常随着大脑的成熟而消失,但是这些新的研究结果表明它们可能在胶质母细胞瘤中重新出现,可能有助于这些肿瘤快速生长和在整个大脑中扩散。这些研究人员说,oRG细胞在灵长类动物中数量众多但在小鼠中却缺乏的事实甚至可能解释为何胶质母细胞瘤只在人脑组织(或类器官)中占据并扩散,而在小鼠中却难以生存。

Kriegstein说,“我们的研究对这个领域提出了许多重要问题,包括仅存在于发育中的大脑内的干细胞如何在成年人肿瘤中重新出现。幸运的是,Bhaduri和Di Lullo如今已开发了一种模型系统,我们可以开始从中找到答案。”

论文共同通讯作者、加州大学旧金山分校放射肿瘤学家David Raleigh博士补充道,“这项研究结合了多种互补技术,为胶质母细胞瘤重新激活早期大脑发育中的干细胞程序提供了全面的证据。这使得我充满信心,这些发现不仅在科学上可靠,而且还将在人类患者中进行转化,并有可能导致新的靶向治疗。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:
1.Aparna Bhaduri et al. Outer Radial Glia-like Cancer Stem Cells Contribute to Heterogeneity of Glioblastoma. Cell Stem Cell, 2020, doi:10.1016/j.stem.2019.11.015.

2.Brain organoids reveal glioblastoma origins
https://medicalxpress.com/news/2020-01-brain-organoids-reveal-glioblastoma.html
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