Cell子刊揭示致命性癌症的遗传特性

　　

生物通报道  一个多机构研究人员小组在新研究中，确定了生成神经胶质瘤的细胞的遗传特性。神经胶质瘤是最常见的恶性脑癌。这些发表在《Cell Reports》杂志上的研究结果，为科学家们治疗该疾病提供了一组丰富的潜在靶点。

研究的资深作者、罗彻斯特大学医学中心（URMC）神经学家、转化神经医学中心联合主任Steven Goldman博士说：“这项研究确定了在肿瘤进程早期和晚期，一组失调的核心基因和信号通路。由于它们与正常细胞存在显著的差异，这些基因似乎构成了一组有前景的治疗干预靶点。”

顾名思义，神经胶质瘤起源于中枢神经细胞中一种称作为神经胶质细胞的细胞类型。神经胶质瘤病情随时间而加重，最终变成高度侵袭性的胶质母细胞瘤，后者难以治疗，几乎是致命性的。当前的治疗方法，包括手术、放疗和化疗只能延缓疾病进程，但最终还是无效。

过去几年里，来自干细胞生物学的新概念使得癌症研究发生了转变。现在，科学家们认识到许多的癌症是由于劣种干细胞或祖细胞所导致。传统癌症疗法由于不能有效地靶向和破坏位于肿瘤中心的的致癌干细胞，因此往往无法阻止疾病复发，

神经胶质瘤就是这种情况。癌症的根源是大脑中的神经胶质祖细胞。这些祖细胞起源于干细胞，并维持干细胞特性，构成了人类大脑中3%的细胞群。当神经胶质祖细胞分子机器出错时，这些细胞发生癌变，转变为神经胶质瘤干细胞，导致了失控性细胞生长。

Goldman及其研究小组长期从事正常神经胶质祖细胞研究。这些细胞可生成星形胶质细胞和少突胶质细胞。前者支持神经元的功能，后者生成髓磷脂，确保神经冲动远距离传导。

Goldman研究小组的主要研究方向是，侧重于利用神经胶质祖细胞来治疗诸如多发性硬化症等神经障碍，了解这些细胞的生物学，掌握分类、鉴别和分离这些细胞的技术，进而探索导致这些细胞转变为癌症的分子和遗传改变。

利用代表神经胶质瘤三个主要阶段的人类组织样本，研究人员鉴别和分离了致癌性干细胞。论文的主要作者Romane Auvergne博士、Fraser Sim博士和Goldman一起，随后将这些癌症干细胞与正常神经胶质祖细胞的基因表达谱进行了比较。其目的是精确描绘出与癌症形成相关的最早期遗传改变，鉴别出癌症干细胞的独特基因，以及在疾病进程每个阶段表达的基因。

在44,000个检测基因和序列中，科学家们发现了癌性神经胶质祖细胞中所有恶性阶段均过表达的一小组基因。这些基因构成了鉴别肿瘤祖细胞的独特的“标签”，科学家们也以此确定了存在于癌症所有阶段的一组相应的潜在治疗靶点。

“寻找到过表达的蛋白或基因，是你在癌症药物研发过程中要做的一件重要事情。由此你可以尝试通过抑制它来获得治疗利益，”Goldman说。

研究人员通过选择性靶向称作为SIX1的基因来验证了这一假设。SIX1在神经胶质瘤祖细胞中高表达。尽管这一特异基因在神经系统发育早期活性表达，但此前在正常成人大脑中并未观察到它。一直以来，人们都将SIX1信号与乳腺癌和卵巢癌联系到一起，由此人们提出了其导致脑癌的可能性。结果表明确是如此。当研究人员阻断这一疾病表达时，肿瘤细胞停止生长，植入肿瘤缩小。

Goldman说：“这项研究为我们开发新疗法提供了蓝图。现在我们可以设计一种策略，利用有可能选择性靶向神经胶质瘤干细胞和祖细胞的化合物，来系统地理性地分析以及消除这些细胞。通过靶向如SIX1这样的在胶质瘤进程中所有阶段均表达的基因，我们希望能够有效地治疗神经胶质瘤，不管它们处于哪一恶性阶段。特别通过靶向神经胶质瘤起始细胞，我们希望无论我们在哪一阶段着手治疗，都能够减少肿瘤复发的可能性。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Transcriptional Differences between Normal and Glioma-Derived Glial Progenitor Cells Identify a Core Set of Dysregulated Genes

Glial progenitor cells (GPCs) are a potential source of malignant gliomas. We used A2B5-based sorting to extract tumorigenic GPCs from human gliomas spanning World Health Organization grades IIIV. Messenger RNA profiling identified a cohort of genes that distinguished A2B5+ glioma tumor progenitor cells (TPCs) from A2B5+ GPCs isolated from normal white matter. A core set of genes and pathways was substantially dysregulated in A2B5+ TPCs, which included the transcription factor SIX1 and its principal cofactors, EYA1 and DACH2. Small hairpin RNAi silencing of SIX1 inhibited the expansion of glioma TPCs in vitro and in vivo, suggesting a critical and unrecognized role of the SIX1-EYA1-DACH2 system in glioma genesis or progression. By comparing the expression patterns of glioma TPCs with those of normal GPCs, we have identified a discrete set of pathways by which glial tumorigenesis may be better understood and more specifically targeted.