2022-07-21

Nat Comm | 胶质瘤异质性分析发现影响肿瘤进展的靶点

原创 图灵基因 图灵基因 2022-07-21 07:05 发表于江苏

收录于合集#前沿分子生物学机制

科学家们早就知道脑肿瘤内细胞的变异。这些肿瘤的生长方式依赖于细胞是静态的这一认识。然而，密歇根大学神经外科系和Rogel癌症中心的研究人员在小鼠身上进行的一项新研究显示，侵袭性肿瘤含有高度活跃的细胞，这些细胞以复杂的模式在整个组织中移动。

研究人员还发现，在整个肿瘤中发现的这些细长的纺锤状细胞的积累，被称为“oncostreams”，作为癌细胞行为的基础，决定了肿瘤如何生长和侵入正常组织。

该研究结果发表在《Nature Communications》杂志上的一篇题为“Spatiotemporal analysis of glioma heterogeneity reveals COL1A1 as an actionable target to disrupt tumor progression”的论文中。

“肿瘤内异质性是胶质母细胞瘤的一个特征，它对治疗效果提出了挑战。”研究人员写道，“然而，建立肿瘤异质性和肿瘤细胞迁移的机制仍然知之甚少。在这里，我们提出了一项全面的时空研究，将独特的肿瘤内组织病理学结构、oncostreams与动态特性和特定的、可操作的空间转录组学特征结合起来。”

“脑肿瘤是高度致命的，只有不到5%的患者能活过5年。”Richard C. Schneider神经外科学院教授、该研究的主要作者Pedro Lowenstein医学博士说，“不幸的是，复发最终导致患者死亡。他们对最初的肿瘤进行了手术，但肿瘤总是在12到18个月内复发。”

Lowenstein和他的团队观察到，胶原蛋白1（一种由肿瘤细胞产生的蛋白质）的过度表达对这些结构的生长和功能至关重要。

“当我们消除肿瘤细胞中胶原蛋白1的产生时，患有脑肿瘤的动物模型的寿命要长得多。这一步骤从肿瘤中去除了oncostreams并减少了肿瘤的侵袭行为，因为肿瘤需要胶原蛋白1以我们发现的特定方式移动。”Lowenstein说。

“一旦人们认识到肿瘤的动态区域，并且它们与肿瘤生长、最终侵袭和死亡有关，人们可能会在其他肿瘤模型中找到oncostreams。”他说。

为了检测这种以前未知的oncostreams的存在，该团队与密歇根医学院神经外科医学系助理教授Todd Hollon医学博士和亚利桑那州立大学数学副教授Sebastien Motsch博士合作，实施人工智能方法来识别组织中的结构。

“从本质上讲，我们向计算机展示了图像，计算机最终学会了识别oncostreams。”Lowenstein解释说。

通过去除胶原蛋白1来阻断oncostreams可能是治疗脑肿瘤的一个新的治疗靶点。