胶质瘤的细胞起源是什么？
编辑：网络 | 发布时间：2019-12-08 23:15 | 点击次数：0次
对干任何种肿瘤而言，确定细胞起源对于理解肿瘤形成过程都是至关重要的。多方面的证据提示了胶质瘤可能的细胞起源。 对混合型少支星形细胞瘤和胶质肉瘤的突变分析 一些肿瘤由形态学特...
对干任何—种肿瘤而言，确定细胞起源对于理解肿瘤形成过程都是至关重要的。多方面的证据提示了胶质瘤可能的细胞起源。
对混合型少支星形细胞瘤和胶质肉瘤的突变分析
一些肿瘤由形态学特点不同的区域混合而成．对这些肿瘤的突变分析使我们得出这样一个结沦，即形态学不同的区域可能存在着共同的起源。如果两种形态学不同的细胞类型具有相同的遗传学特征，则提示两者存在共同的细胞起源。例如，对同时具有少支胶质细胞分化区域和星形细胞分化区域的混合型少支星形细胞瘤的研究显示，两个区域有相同的1p和19q的杂台性缺失：因此．这些肿瘤的星形细胞成分与少支胶质细胞成分很可能来自干共同的细胞起源c相似地、人们也对具有肉瘤样区域和胶质细胞分化区域的胶质肉瘤进行了研究。人们将胶质成分和肉瘤成分分开．对二者的Tp53序列进行了对比。这些研究显示在两种成分中含有完全相同的突变。在数例胶质肉瘤中．人们还利用比较基因组杂交技术(comparativegenomichybridlzatlon．
CGH)和荧光原位杂交技术(fluorecentinsitu．hybridization,FISH)对显微切割所得的胶质肉瘤的胶质成分和肉瘤成分进行了类似的观察。这些数据提示．存在一种共同的前体细胞．其既能分化成胶质，又能分化成携带相同突变的胶质肉瘤间质成分。与之不同地，在显微切割得到的胶质肉瘤的胶质区和冈瘤区对cyclinD3和cDK4的扩增情况进行分析．结果显示，在肉瘤细胞中有CCND3(cycllnD3)和CDK4的扩增，但在胶质肿瘤细胞中却没有。对两种成分进行的cGH分析显示，两种成分中均有7q的增加，但6p21的扩增只发现于肉瘤区。这些结果提示，肉瘤成分和胶质成分可能来自干同一细胞起源，且肉瘤成分获得了新的突变，并因此丧失了胶质的分化特点。由KRas和AKT在INK4A—ARF缺陷型G阿一s或Nn—a小鼠中诱导的胶质肉瘤显示，与AKT活性较低的肉瘤区不同．胶质区域中AKT的活性是突出的。因此，在人类肉瘤损伤中发现的附加突变应起到降低AKT活性的作用。
发育生物学研究
啮齿类动物的皮层培养物显示．脑内祖细胞具有广泛的潜能。脑源性细胞所具有的广泛的发育和分化潜能亦在异位和异时移植物中得到证实。然而，移植细胞的确切身份尚未确定。发育和神经生物学中对生长和生存因子的研究为我们提供厂进一步的线索。例如，EGF对于神经干细胞的增殖和存活是非常重要的，而PDGF对于正常的少支胶质的发育是必需的。
PDGF至少有4种同型异构体：A、B、c和D；这些同型异构体形成各种不同的同或异二聚体发挥作用。在胚胎形成时期，神经／c和星形细胞表达N)GF2胶质祖细胞和神经丸表达POGrR。。胚系基因破坏(基因敲除)小鼠模型和异常过农达Pt)GF—A的转基因小鼠模型证实，PDGF的规律性表达对鼠中枢神经系统的正常发育是非甘关键的。例如，与对照组小鼠相比，缺乏PDGF同：聚体的小鼠胶质祖细胞和少支胶质细胞较少c相反，在神经元特异件烯醇化酶启动子的启动下，PDGF—A的异位表达可造成小鼠胶质前体细胞增多．后者可产生异位的少支胶质细胞。这与星形细胞瘤中PDGFBZ体和受体异常表达的情况相一致i例如，在低级别的星形细胞瘤中，除了Tp53突变外。还有PDGy受体和配体的表达。在少支胶质细胞瘤中，人们已经描述了PDGFR。的过表达和扩增。相比之L—，TI)53的突变在少支胶质细胞瘤中很少发现。
表皮源性生长因子(epideMsl—JchvedgmMtkfactor，EGF)是脑室区下细胞生存和增殖所必需的。小鼠遗传学研究又一次帮助我们阐述了该生长因子及其共辆受体在正常中枢神经系统发育中起到的不可或缺的作用。已有数个小鼠鼠系携带有突变的EGF受体：亚效EGFR等位基因、waved2和携带受损的EGFR的小鼠。与正常小鼠相比，亚效EGFR等位基因小鼠和waved2小鼠星形细胞减少，脑室下区较小。靶向性删除小鼠的EGFR可导致伴有皮层不发育、神经元异位症及早形细胞数量减少的胚胎死亡。因此，EGFR可能在中枢神经系统的早期发育中起到非常关键的作用。另—‘方面，通过逆转录病毒转导的方法过表达EGFR可导致于细胞的增殖和星形细胞分化不成熟。位于脑室区和脑室下区的EcF反应性干细胞可在体外产生出所有二种主要细胞类型。移植实验证实EGF在体内／4；对神经干细胞起到关键性作用：将神经干细胞移棺至侧脑宰并同时给予KG『灌注可使干细胞保持未分化状态．如末同时给予EcF灌注，这些细胞将分化成星形细胞。
在胶质瘤，巳知EGFR介导的信号传递通路起到广泛作用。例如．在高级别的旱形细胞瘤中，EGFR召的突变和扩增是极其常见的。在所有有EGFR扩增的胶质母细胞瘤中，约40％可表达缺少细胞外配体结合区，故呈结构性自身磷酸化形式和活化形式的EGFR(亦称EGFRvIII、AEGFR或del2—7ECFR).利用RCAS介导的基因转导将突变的EGFR转导至Gtv—g或Ntv—a小鼠．并对其生物学效果进行研究。此类研究使用逆转录病毒转导活化形式的EG7R(EGFR·)至星形细胞和中枢神经系统／祖细胞。此研究中使用的EGFR。片段包含一个人类的EGFR片段。但其缺少细胞外配体结合区和细胞内调节厌。在RcAS的介导下将其转导至G阿—a或N树—a鼠系，后者携带一个失活的INK4A—ARF位点，导致了胶质瘤形成t描述于本分类的胶质瘤一节)。未向IN以A—ARF缺陷型GTV—a小鼠的体细胞转导EGFR‘或向携带野牛型P16m—p19位点的gtva小鼠转导EGFK·均不能导致胶质瘤形成G最近，人们用另一种EGFR突变体感染具有不同遗传背景的体外培养星形细胞。此EGFR等位基因亦结构性活化形式，其缺少外显子2至7，因此缺少细胞外区域。令此EGFB等位基因在缺失INK4A—ARF位点
或携带INK4A或ARF突变等位基因的体外培养星形细胞中异位表达。结果显示，只有在mK4A和ARF同时缺如时，EG阳。转导的星形细胞才出现去分化现象。向免疫缺陷小鼠移植经基因工程操作而表达突变型EGFR和失活型INK4A—ARF位点的星形细胞，产生了带有胶质瘤特点的肿瘤。因此，结构性活化型EG阳需要INK4A—ARF位点的失活才能导致星形细胞的去分化和转化。
如果被研究基因是小鼠正常发育所必需的，则胚系基因破坏可导致研究结果的偏差。这个问题可通过构建条件性突变加以解决。对于那些当所有体细胞均处于纯合型缺陷状态时将导致胚胎死亡的基因，这一技术就显得尤为有用。最近，条件性突变被用于中枢神经系统祖细胞基因功能的研究上。利用cre／IoxP重组酶系统，人们构建了nestin表达细胞中缺少门卫N的鼠系。这种小鼠在出生后很短的时间内即死亡，其脑显示所有的脑结构均成比例增大，并在皮层、海马和小脑出现组织学改变。脑室区的细胞BRDU染色增强，细胞凋
亡减少。在这些小鼠中，祖细胞的死亡行为并没有受到影响。因此．PI它N在体内调控着神经干细胞／沮细胞的增殖。人们亦在由GFAP启动子和增强子调控表达c赔重组酶的小鼠体内研究了nEN的功能．出入意料的是，在神经元中发现了rrEN的缺失，而在星形细胞中cM重组酶以极低的水平表达。神经元脑体增大。且小鼠出现了类似Uhe血泊e—DMclos病的小脑病理改变。这些结果与n2N在中枢神经系统祖细胞增殖调控中的关键作用相符。
转基因小鼠的异位表达t胚系基因破坏(基因敲除)研究和条件突变小鼠均显示了EGFR、FDGF和叮EN在早期中枢神经系统发育中必不可少的作用。这些基因产物的异常表达干扰了神经干细胞和沮细胞的增殖、分化和凋亡。
面向体细胞的基因转导
亦可采用面向特定细胞类型或特定分化阶段的体细胞的基因转导对特定基因的效果加以研究；用这种方法，我们可以在被感染细胞的后代中研究特定基因的功能。亦可通过两种或多种携带不同癌基因的不同病毒的共感染完成体细胞基因转导，所携带的不同癌基因应能够激活不同的信号传导通路。如联合转导活化型AKT和KRss只是在转导至表达nestin的中枢神经系统祖细胞(N协—a)后才能引发胶质瘤形成，而转导至表达G万AP的星形细胞(Qv—a)后并不能引发胶质瘤。活化型EGFR在携带失活的P16☆—p19位点的Gw—a
和N阿书小鼠中均可引发胶质瘤样损伤。然而，Nhd小鼠胶质瘤出现的速度较快．提示该肿瘤源于更加原始的前体细胞或在N协—a小鼠中的感染靶点多于(i阿1小鼠。事实上，与GFAP免疫反应性不同，在新生小鼠的脑室下区(Mh—vent；cMlar20ne．SVz)nestin的免疫反应性非常丰富。胶质细胞代表了——个异源性群体，尚不清楚在这一点上．究竟哪种胶质细胞是G盯—a小鼠或Nhq小鼠的肿瘤的细胞起源。这可能需要向新生小鼠的鼠脑转导标志基因．然后进行更加详细的细胞命运分析。有趣的是，将人类G万AP启动子／增强子与绿色荧光蛋白(Pe‘nHuo赔sce毗pm面n．GFP)融合构建成一个2．2kb的融合基因后，其不仅能在星形细胞中表达，而且能在其他细胞类型，如处于胚胎发育阶段的放射状胶质细胞小脑皮层的Bergmann胶质及成年转基因鼠的视网膜MuIIer细胞中表达。
分析人类胶质瘤中存在的突变可以为我们提供线索以揭示这些突变在肿瘤发生中的作用及混合型肿瘤是否来源于共同的细胞起源。基因工程操作小鼠可作为一种有力的工具揭示突变基因产物在肿瘤发生中的作用及正常基因产物在中枢神经系统正常发育中的作用，并确定鼠胶质瘤的候选细胞起源。
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更新时间：2019-12-27 16:45
