2020年2月1日訊/
生物谷BIOON/---膠質母細胞瘤是腦癌中最具侵襲性的形式,它在大腦中迅速生長和擴散,幾乎不可能根除,通常會在
診斷後一兩年內導致死亡。科學家們一直在尋求更有效的靶向療法,但到目前為止還沒有取得成功,這部分上是原因是這類
腫瘤在實驗室環境中難以研究。
美國加州大學舊金山分校博士後研究員Aparna Bhaduri博士說,「膠質母細胞瘤在患者中具有侵襲性和頑強性,但在實驗室中一直很難存活。在以前針對小鼠的膠質母細胞瘤研究中,在移植到它們的體內後,只有5%到10%的人類腫瘤能夠存活下來,這使得我們猜測這類腫瘤可能在許多重要的方面不同於那些不能存活的
腫瘤。」
如今,在一項新的研究中,Bhaduri、加州大學舊金山分校伊萊-艾迪斯布羅德
再生醫學與
幹細胞研究中心Arnold Kriegstein實驗室博士後研究員Elizabeth Di Lullo博士首次在實驗室中使用人大腦類器官---由人
幹細胞培育出的腦組織球狀體---成功地讓多種膠質母細胞瘤存活。相關研究結果發表在2020年1月2日的Cell Stem Cell期刊上,論文標題為「Outer Radial Glia-like Cancer Stem Cells Contribute to Heterogeneity of Glioblastoma」。
膠質母細胞瘤細胞(綠色)入侵由人幹細胞(藍色)培育出的大腦類器官,圖片來自University of California, San Francisco。
這些研究人員首次創建出從人類患者進行手術治療時獲取的膠質母細胞瘤的圖譜,對數十種不同的細胞類型以及它們的獨特基因表達模式進行分類。他們隨後利用人
幹細胞培育出的大腦類器官來模擬這些通過
遺傳手段鑑定出的癌細胞類型在人大腦組織中的行為。
他們發現膠質母細胞瘤似乎並非起源於單個細胞類型(其他人稱之為「膠質母細胞瘤幹細胞」),而是起源於多種種子細胞(seed cell),包括一種看起來和在行為上非常類似於Kriegstein實驗室在十年前發現的稱為外放射狀膠質細胞(outer radial glia cell, oRG)的神經
幹細胞。
Kriegstein及其同事們認為,與其他哺乳動物相比,這些oRG細胞在人類和其他靈長類動物中的數量要多得多,並且它們在大腦發育期間的快速分裂和特徵性的「跳躍」遷移可能有助於靈長類動物大腦在進化上的擴張。
這些類似於oRG細胞的種子細胞,即oRG細胞樣
癌症幹細胞,通常隨著大腦的成熟而消失,但是這些新的研究結果表明它們可能在膠質母細胞瘤中重新出現,可能有助於這些
腫瘤快速生長和在整個大腦中擴散。這些研究人員說,oRG細胞在靈長類動物中數量眾多但在小鼠中卻缺乏的事實甚至可能解釋為何膠質母細胞瘤只在人腦組織(或類器官)中佔據並擴散,而在小鼠中卻難以生存。
Kriegstein說,「我們的研究對這個領域提出了許多重要問題,包括僅存在於發育中的大腦內的
幹細胞如何在成年人
腫瘤中重新出現。幸運的是,Bhaduri和Di Lullo如今已開發了一種模型系統,我們可以開始從中找到答案。」
論文共同通訊作者、加州大學舊金山分校放射
腫瘤學家David Raleigh博士補充道,「這項研究結合了多種互補技術,為膠質母細胞瘤重新激活早期大腦發育中的
幹細胞程序提供了全面的證據。這使得我充滿信心,這些發現不僅在科學上可靠,而且還將在人類患者中進行轉化,並有可能導致新的靶向治療。」(生物谷 Bioon.com)
參考資料: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.