胶质母细胞瘤细胞模仿未成熟神经元侵入大脑

G胶质母细胞瘤仍然是无法治愈的脑肿瘤，部分原因在于它们具有特殊的侵袭性：它们扩散到整个大脑，因此无法通过手术完全切除。现在，7月31日发表在《细胞》杂志上的一项针对小鼠的研究确定了驱动这种侵袭性的一个因素，发现一组胶质母细胞瘤细胞表现得像未成熟的神经元，并且在大脑自身神经元的输入刺激下，率先将肿瘤扩散到新的大脑中地区。

“这项研究非常有趣，”未参与这项研究的法国波尔多大学生物医学研究员AndreasBikfalvi说。“它确实有助于首次描述神经元输入正在推动胶质母细胞瘤细胞的侵袭。”

在之前的工作中，该研究的一些作者表明胶质母细胞瘤细胞通过肿瘤微管相互连接。这项新研究的第一作者VarunVenkataramani是海德堡大学医院和德国癌症研究中心的脑肿瘤研究员，他将这些肿瘤微管描述为“与其他肿瘤细胞形成网络的神经突样突起”。然而，胶质母细胞瘤细胞非常异质，并非所有细胞都紧密相连。此外，Venkataramani及其同事还表明，神经元向胶质母细胞瘤细胞发送信号通过一种特殊类型的突触，这些信号驱动肿瘤进展。Venkataramani告诉TheScientist说：“现在我们想把所有这些结合起来——入侵的异质性、连通性和功能方面。”

在实验中，研究人员将人类患者的胶质母细胞瘤碎片移植到小鼠大脑中。使用染料SR101，它被吸收并分布在连接的胶质母细胞瘤细胞之间，而不是被未连接的胶质母细胞瘤细胞吸收和分布，研究人员能够区分这些肿瘤内的不同细胞群。在AI算法的帮助下，他们随着时间的推移跟踪在小鼠大脑中生长的单个细胞，发现未连接的细胞模仿分子特征，使用单细胞RNA测序发现，这些特征类似于发育过程中的未成熟神经元。胶质母细胞瘤细胞和未成熟神经元之间在细胞侵入大脑的方式上也有相似之处，包括通过分支迁移、运动和易位。简而言之，

现在我们更好地理解了不同的肿瘤群体正在驱动不同的生物学功能。

随着时间的推移，随着胶质母细胞瘤细胞侵入大脑，研究人员还发现了未连接和连接的胶质母细胞瘤细胞之间的动态关系。未连接的细胞是肿瘤边缘探索大脑的“先驱细胞”。一旦找到有利位置，未连接的细胞就会转变为连接的细胞类型，与其他连接的胶质母细胞瘤细胞形成紧密的网络。虽然连接的细胞比未连接的先驱细胞更能抵抗治疗，但这些网络化的细胞无法探索新的区域。Venkataramani解释说：“现在我们更好地理解了不同的肿瘤群体正在驱动不同的生物学功能。”

最后，研究人员使用一种称为膜片钳的技术来检测培养物中神经元和胶质母细胞瘤之间的信号传导，并发现胶质母细胞瘤细胞接收来自神经元的输入。在与神经元共培养中接受神经元输入的胶质母细胞瘤细胞比不接受神经元输入的胶质母细胞瘤细胞具有更长的肿瘤微管和更多的分支。因此，作者认为神经元输入提高了胶质母细胞瘤细胞探索大脑的效率，从而推动了侵袭和进展。

虽然Bikfalvi认为这篇论文“非常有趣”和“非常扎实”，但他警告说“周围有很多参与者........如基质硬度、血管、内皮细胞等”，它们也在癌症进展中发挥作用。“我们还不了解在全球范围内，什么是胶质母细胞瘤侵袭的主要因果驱动因素”。

德国雷根斯堡大学医院的神经肿瘤学家PeterHau没有参与这项研究，他在给TheScientist的一封电子邮件中写道，他预计“这项研究将迅速推动多种转化方法的发展，并且肯定有助于开发这些领域的疗法。毁灭性的肿瘤。”在这项研究中，作者迈出了临床应用的第一步，发现在胶质母细胞瘤和神经细胞之间的突触处接收信号的受体类型的抑制剂减少了小鼠肿瘤微管的形成和分支。