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为解决脑肿瘤放疗中辐射坏死（RN）及对比增强病变（CEL）相关难题，作者[第一作者单位] 研究人员开展大脑类器官受辐射影响的研究，发现辐射致异常脉络丛（CP）形成参与脑损伤。该成果为防治提供新思路，值得科研人员一读。
在医学领域，脑肿瘤的治疗一直是个备受关注的难题。放疗是常用的治疗手段之一，可它却存在着不小的问题。在对脑肿瘤患者进行放疗时，虽然理论上增加放疗剂量能更好地控制病情，但实际上，剂量的增加却受到了辐射坏死（RN）这一副作用的限制。辐射坏死可不是个小麻烦，它常常和治疗后磁共振成像（MRI）扫描中的对比增强病变（CEL）有关，而且在很多类型的脑肿瘤患者中都很常见，像低级别和高级别胶质瘤、脑膜瘤，还有转移性脑肿瘤患者都可能遭遇。这一问题在儿童患者身上更为突出，儿童脑肿瘤患者接受质子治疗时，辐射坏死和其他辐射诱导病变的发生率高得让人担忧。
更让人头疼的是，辐射坏死的诊断和治疗都极为困难。因为在脑肿瘤患者中观察到的对比增强病变可能代表着多种病理情况，比如辐射坏死、血脑屏障破坏（BBD），又或者是肿瘤进展。而且，坏死和肿瘤进展在复发性胶质母细胞瘤和脑转移瘤中很常见，病理学家也很难准确诊断。目前的临床研究对于辐射坏死的发病机制、进展过程，以及对比增强病变的分类都没有给出明确的答案。
面对这些困境，为了深入探究辐射对神经元网络中干细胞和祖细胞的影响，来自 作者[第一作者单位] 的研究人员决心展开一场科研攻关。他们的研究成果发表在了《Nature Communications》期刊上，论文题目是《Aberrant choroid plexus formation in radiation-induced brain lesions revealed by cerebral organoids》。经过一系列的研究，他们得出了重要结论：辐射会导致异常的脉络丛（CP）形成，这一过程可能参与了辐射诱导的脑损伤，而且这一发现为应对辐射诱导的脑损伤提供了新的治疗思路。这一结论意义重大，它就像一把钥匙，为解决脑肿瘤放疗中出现的难题开启了新的大门，让我们在治疗相关疾病时有了更多的方向和可能性。
研究人员为了开展这项研究，运用了多种技术方法。他们利用人多能干细胞培养出了大脑类器官，这就像是在实验室里构建了一个个 “迷你大脑”。接着，通过对这些类器官进行 X 射线和质子照射，模拟放疗环境。同时，运用 LDH 释放测定、免疫荧光染色、实时 RT - PCR 分析等技术，来观察类器官在辐射后的各种变化，包括细胞的坏死、增殖情况，相关蛋白和基因的表达变化等。这些技术方法相互配合，帮助研究人员一步步揭开辐射对大脑影响的神秘面纱。
下面我们来详细看看研究人员都有哪些重要发现。
1. 辐射导致生长迟缓和增殖减少，但与坏死无关
研究人员知道，大脑类器官可以模拟产前胚胎 / 胎儿或早期产后大脑的情况。所以他们推测，代表产前大脑的 d20 类器官可能对辐射非常敏感，会出现生长迟缓，而 d80 类器官相对不那么敏感。为了验证这个想法，他们用 X 射线和质子照射类器官。通过显微镜明场成像观察类器官的生长情况，用 Ki67 染色检测细胞增殖，用 LDH 释放测定检测坏死，用 Caspase 3 - active 和 3/7 检测细胞凋亡。结果发现，d20 类器官在接受 X 射线照射后，确实出现了明显的剂量依赖性生长迟缓，1Gy X 射线就能让细胞增殖减少，8Gy 时类器官的大小比照射前还小。d80 类器官在接受较高剂量照射时，也会出现生长迟缓。但奇怪的是，辐射并没有像大家原本认为的那样导致大量坏死，反而在一些情况下，辐射后的类器官坏死程度比对照组还低。这一发现打破了传统认知，让研究人员对辐射的影响有了新的思考。
2. 辐射导致液性空洞形成
在研究过程中，研究人员还发现，辐射后的大脑类器官会形成液性空洞。这些空洞大小不一，直径通常在 0.1 - 0.8mm 之间，但也有特别大的，最大的一个直径达到了 18.7mm。而且，空洞的出现和类器官的生长迟缓一样，具有剂量依赖性。d20 类器官在接受 8Gy X 射线照射后，空洞形成的比例最高。d80 类器官接受质子照射时，在 SOBP 区域更容易形成空洞。这一现象表明，辐射对类器官的结构产生了明显的影响，这些空洞的形成可能和辐射诱导的脑损伤有着密切的关系。
3. 辐射诱导的液性空洞代表脉络丛
这些液性空洞引起了研究人员的好奇，它们看起来和充满脑脊液（CSF）的脉络丛很相似。脉络丛可是大脑里的重要结构，它能产生脑脊液，调节大脑的微环境。为了弄清楚这些空洞到底是不是脉络丛，研究人员检测了神经上皮干细胞、皮质 hem（CH）和脉络丛的相关标记物。通过 qPCR 分析、免疫荧光染色等方法，他们发现，辐射后的类器官中，CH 和脉络丛标记物的表达明显增加。而且，这些类器官中出现了类似脉络丛的结构，它们由单层上皮细胞组成，具有屏障功能，还能分泌液体。这就证明了辐射诱导的液性空洞确实是脉络丛，辐射促进了脉络丛的形成，这是一个全新的发现。
4. WNT/BMP 信号改变反映了类器官对辐射和脉络丛形成的反应
辐射会影响神经发生，而 WNT、BMP 等信号通路在神经发生和脉络丛形成中起着关键作用。研究人员为了探究辐射对这些信号通路的影响，检测了相关基因的 mRNA 表达。结果发现，辐射后，WNT3、WNT5a 和 LEF1 的 mRNA 水平在 d20 和 d80 类器官中都有所升高，BMP4 在部分情况下也会升高。这表明辐射激活了 WNT/BMP 信号通路，这种激活可能是类器官对辐射的一种反应，也和脉络丛的形成有关。
综合研究结果和讨论，研究人员发现大脑类器官在受到辐射后，并没有像以往认为的那样出现大量坏死，反而出现了脉络丛异常形成的现象。这一发现为辐射诱导的脑损伤提供了新的解释，原来辐射诱导的对比增强病变可能和脉络丛的异常形成有关。而且，研究还发现这种异常形成与 WNT/BMP 信号通路的改变有关，这就为我们理解辐射对大脑的影响提供了新的视角。
从临床角度来看，这一研究成果意义非凡。它让我们对脑肿瘤放疗后出现的对比增强病变有了新的认识，不再局限于传统的辐射坏死和血脑屏障破坏等观点。这意味着在未来的临床治疗中，医生可以根据这一发现，探索新的治疗策略。比如，针对脉络丛的异常形成，可以开发新的药物或治疗方法，也许能更有效地减少辐射诱导的脑损伤，提高脑肿瘤患者的治疗效果和生活质量。同时，这也为后续的基础研究指明了方向，让科学家们可以进一步深入研究辐射对大脑的影响机制，以及如何更好地预防和治疗相关疾病。总之，这项研究为脑肿瘤放疗领域带来了新的希望和突破。
