德国海德堡大学医院临床神经病学和国家肿瘤疾病中心的Varun Venkataramani等深入解析GBM肿瘤细胞与神经元在基因表达、细胞运动、神经活动三个层面的相互关系,揭示GBM肿瘤网络中的特定非连接型细胞亚群“劫持”周围神经元增强自身迁移和侵袭能力的过程,结果发表于2022年8月的《Cell》杂志。
——摘自文章章节
【Ref: Venkataramani V, et al. Cell. 2022 Aug 4;185(16):2899-2917.e31. doi: 10.1016/j.cell.2022.06.054. Epub 2022 Jul 31.】
研究背景
胶质母细胞瘤(GBM)是一类致命的脑肿瘤,无法治愈。大量的GBM细胞亚群(GBC)可通过超长的薄膜样突起和肿瘤细胞微管(TM)相互连接,形成高功能肿瘤细胞网络,这种网络结构是肿瘤治疗抵抗的关键原因。神经元-肿瘤细胞突触的形成可能利用肿瘤网络促进GBM增殖和侵袭,但具体机制尚未明确。德国海德堡大学医院临床神经病学和国家肿瘤疾病中心的Varun Venkataramani等深入解析GBM肿瘤细胞与神经元在基因表达、细胞运动、神经活动三个层面的相互关系,揭示GBM肿瘤网络中的特定非连接型细胞亚群“劫持”周围神经元增强自身迁移和侵袭能力的过程,结果发表于2022年8月的《Cell》杂志。
研究方法
作者通过体内多光子激光扫描显微镜(MPLSM)D的深度学习活体亚细胞延时成像(DeepISTI);使用MPLSM实现氟醚麻醉实验范例的体内3D延时实验;利用活体内神经元通道视紫红质刺激和GBC成像。根据基因表达和功能状态不同的GBM细胞的细胞亚群分型,对微环境中连接型和非连接型细胞进行观察和分析,探究GBM细胞“劫持”神经元迁移功能达到侵袭的目的。
研究结果
研究结论
综上所述,作者从GBM细胞中的非连接型细胞亚群出发,动态观察肿瘤微管及肿瘤网络的形成过程,发现在基因表达层面非连接型肿瘤细胞更多地处于神经祖细胞状态,揭示GBM肿瘤细胞与神经元的相互作用,证实GBM细胞能够“劫持”神经元迁移功能进行侵袭。
审稿人点评
在这项研究中,作者建立一个模型,说明神经元驱动GBM细胞入侵,从分子细胞状态到类似于神经元祖细胞迁移的细胞机制,再到神经元与迁移的肿瘤细胞的突触通信的功能作用。这项研究解释脑肿瘤的传播和细胞异质性,两个主要特征密切相关。该项研究还确定临床测试特定的脆弱性,例如迁移的肿瘤细胞对AMPAR信号的依赖性。
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