胶质母细胞瘤研究的新进展:胶质母细胞瘤皮质类器官的构建与细胞间通讯
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胶质母细胞瘤是一种极具侵袭性和异质性的恶性肿瘤,治疗难度极大,至今尚无有效治愈方案。该肿瘤的细胞状态复杂,已确认至少存在四种主要细胞类型:神经祖细胞(NPC)样、少突胶质细胞祖细胞(OPC)样、星形胶质细胞(AC)样和间充质(MES)样。这些细胞类型在肿瘤的生物学功能中扮演着不同的角色。例如,NPC样和OPC样细胞主要负责肿瘤的侵袭性以及与神经元微环境的相互作用,而AC样和MES样细胞则与非恶性细胞在肿瘤微环境中进行交流。尽管对这些细胞状态的研究取得了一定进展,但仍未能构建出能够忠实再现患者体内细胞状态及其与肿瘤微环境相互作用的有效模型,这也限制了针对胶质母细胞瘤的治疗产品研发。
最近,来自美国麻省总医院的Mario L. Suvà团队在《Cancer Discovery》杂志上发表了一篇重要论文,标题为《胶质母细胞瘤皮质类器官重现细胞状态异质性及细胞间转移》。该研究团队成功构建了胶质母细胞瘤皮质类器官(GCO),并通过这些类器官观察到肿瘤细胞的转录物可以通过细胞外囊泡机制广泛转移至非恶性细胞中,这一发现可能对胶质母细胞瘤微环境的重编程具有重要意义。
在研究中,团队首先将标记为GFP(绿色荧光蛋白)的患者来源的胶质母细胞瘤细胞移植到人类皮质类器官中。经过两周的观察,研究人员发现,GFP标记的肿瘤细胞充分浸润,并形成了经典的肿瘤结构,例如肿瘤微管和细胞外囊泡。理论上,这些GFP标记的细胞应仅包含恶性细胞,但研究者意外地在GFP阳性细胞中发现了大量非恶性细胞,其中约17%的细胞检测到了GFP转录物。这一现象提示着,可能存在从恶性细胞向非恶性细胞的物质转移。
为进一步探究这种转移机制,研究团队分析了GFP阳性细胞与GFP阴性非恶性细胞之间的差异表达基因。他们发现,在GFP阳性的非恶性细胞中,特有且显著上调的基因在AC样和MES样亚型中同样表现出较强的富集现象。这一发现为理解不同细胞状态在胶质母细胞瘤中的功能提供了新的视角。
研究团队假设,细胞外囊泡(EVs)可能是GCO中转运mRNA和蛋白质的关键机制。因此,他们采用尺寸排阻色谱分离出EVs,并进行了RNA测序(RNA-seq)。结果表明,EVs中的恶性转录本与GCO恶性细胞之间存在高度的相关性,进一步支持了EVs作为mRNA转移机制的潜在角色。为验证这一转移机制是否在其他癌症中普遍存在,研究团队还将GFP标记的乳腺癌细胞植入皮质类器官,经过两周的培养,同样在非恶性细胞中检测到了GFP转录本,从而证实了这一转移机制可能在多种癌症中均存在。
总体而言,这项研究不仅构建了用于解析人类胶质母细胞瘤的肿瘤异质性和细胞间通讯的GCO模型,还揭示了恶性肿瘤细胞如何通过转录物向非恶性细胞进行转移。这一发现为理解肿瘤微环境中的细胞间交互提供了新的思路,尽管目前其具体功能意义尚不明确。未来的研究需要进一步探讨这种转移对肿瘤微环境的潜在影响,以期为胶质母细胞瘤的治疗提供新的方向和策略。
综上所述,Mario L. Suvà团队的研究为胶质母细胞瘤的基础与临床研究打开了新的视角,通过GCO模型的构建与应用,有望为该领域的科学探索和临床治疗提供更为深入的理解。这一成果不仅在理论上具有重要价值,也为未来的癌症治疗方法研发指明了新的方向。
2024-12-05
2024-12-05
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