人类胎儿小脑细胞图谱揭示侵袭性髓母细胞瘤的起源

对老鼠的研究使百科全书充满了突破性的医学发现。但是当谈到脑癌时，这种小型啮齿动物长期以来一直表现出根本的局限性。

其中：人类小脑的表面积是小鼠的750倍，所有小脑都含有更多类型的祖细胞，这些祖细胞有助于胎儿大脑在怀孕期间生长。这意味着人类大脑发育过程中可能会出现许多错误，而这些错误根本无法通过研究老鼠发现。

现在，由辛辛那提儿童医院的专家领导的一个跨国科学家团队开发了一个人类胎儿大脑发育的“图谱”，它非常详细，以至于它详细描述了生长步骤一直到单细胞水平发生的变化。详细信息于11月30日发表在《自然》杂志上。

研究人员表示，该图谱将成为未来几年大脑研究的重要资源。事实上，它已经打开了有朝一日可以改善生活的大门。

这项研究耗费了40位专家近三年的时间才完成。他们的工作包括使用基因组科学中的几种最新技术进行的数十项实验，以达到这一点。付出如此多的努力是值得的，因为这张新地图引导我们找到了一个可针对侵袭性髓母细胞瘤治疗干预的弱点。”

QingRichardLu，博士，资深作者，辛辛那提儿童医院实验血液学和癌症生物学部脑肿瘤中心科学主任

逐个细胞地寻找杀手的诞生

成神经管细胞瘤是在大脑后部形成的快速生长的恶性肿瘤。在继续造成进一步伤害之前，它们通常会破坏平衡和精细运动技能。

总体而言，此类癌症的五年生存率约为72%。然而，大约27%的这种癌症患者(最常见的是4至16岁的儿童)会发展为“第3组”侵袭性髓母细胞瘤，其五年存活率约为20至30%。

现在，由于来自新的胎儿大脑图谱的数据，科学家们发现了一组祖细胞(产生其他类型细胞的细胞)，这些细胞会产生第3组髓母细胞瘤。这种细胞群在小鼠大脑中很少见，并且仅在人类大脑中暂时存在，因为一种细胞在胎儿发育过程中会转变为另一种细胞。

该团队通过比较来自发生肿瘤的脑组织和未发生肿瘤的组织的大量数据，发现了这些细胞。现在，他们已经定义了大脑生长时细胞形成的层次结构，以及祖细胞在病理条件下形成新型脑细胞或肿瘤细胞时所遵循的轨迹或路径。

这些过渡时刻显得至关重要。当健康的细胞形成偏离轨道时，胎儿大脑会长出过多的细胞，过度激活一种叫做MYC的潜在致癌基因。这些细胞最终会驱动肿瘤形成。

在将这个新的祖细胞群确定为第3组髓母细胞瘤的潜在根源后，研究小组再次转向小鼠模型，以了解新发现的祖细胞是否会受到攻击。他们发现，消除或大幅降低祖细胞中高度丰富的两个基因SOX11或HNRNPH1中的任何一个的活性，可以逆转由致癌MYC基因过度活跃引发的肿瘤形成。

当小鼠被给予具有高水平MYC但缺乏这些基因的人类肿瘤细胞时，肿瘤生长受到抑制，动物存活时间更长。

“这很令人兴奋，因为这些基因可能成为未来治疗侵袭性髓母细胞瘤的潜在靶点，”Lu说。

小鼠模型的早期成功代表了可能仍需要数年时间才能产生治疗方法以帮助未来被诊断出患有这种侵袭性脑肿瘤的儿童的旅程的第一步。

开发一种检测两种MYC调节基因活性的测试可以帮助识别可能受益于临床更积极化疗的患者。Lu和他的同事们还开始致力于鉴定小分子化合物，这些化合物可以靶向支持髓母细胞瘤侵袭性子集的通路。

“虽然这项研究的重点是髓母细胞瘤，但新的图谱将有助于加速了解因健康的早期大脑发育受到破坏而导致的其他疾病，例如自闭症、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、发育性阅读障碍和小儿小脑损伤，”卢说。