2020年07月28日发布 | 917阅读

肿瘤干细胞如何导演胶质瘤恶性演变——解放军总医院神外探索胶质瘤发生发展新机制取得新成果

章露华

解放军总医院

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近期,中国人民解放军总医院神经外科医学部余新光教授团队的研究论文《TRIM24 Promotes Stemness and Invasiveness of Glioblastoma Cells via Activating SOX2 Expression》TRIM24通过激活SOX2表达从而促进胶质母细胞瘤细胞的干性和侵袭),在线发表于神经肿瘤权威期刊《Neuro-Oncology》,第一作者章露华博士后。


胶质母细胞瘤是神经系统最常见的恶性肿瘤,5年生存率约6.8%[1]。难以避免的肿瘤复发导致了患者的不良预后[2]。胶质母细胞瘤干细胞(Glioblastoma Stem Cell,GSC)被认为是肿瘤复发的“主力军”,具备极强成瘤能力,主导肿瘤侵袭和治疗抵抗[3]。因此,针对GSC的精准治疗具有重要而深远的基础和临床意义。



2015年,章露华章翔教授等发表于《Oncogene》期刊的一篇论著首次揭示TRIM24分子在胶质瘤中高表达,其表达水平与患者预后密切相关。采用胶质瘤细胞系进行体外和体内实验发现,TRIM24能够促进肿瘤细胞的生长和耐药[4]。那么,高表达的TRIM24是否集中在肿瘤细胞亚群-GSC,又是否具有生物学功能呢?



解放军总医院神经外科医学部团队在多年胶质瘤研究的基础上,与军事医学研究院徐东刚研究员课题组合作,分析大量胶质瘤病例,在国际上率先提出TRIM24在GSC中优势表达,并深入探索了病理机制。


图1. TRIM24富集于GSC。

(A)TRIM24集中在血管周边区域的细胞并与干细胞标志物(CD133和Nestin)共表达;(B)流式细胞术证实TRIM24与CD133共表达;(C)只有TRIM24高表达病例的肿瘤细胞能在干细胞培养基中存活并持续自我更新;(D)TRIM24集中在流式分选后的CD133阳性细胞中;(E)随着GSC的分化,TRIM24水平急剧降低。


图2. TRIM24在GSC中发挥关键作用。

(A)干涉TRIM24表达后,GSC的肿瘤球形成能力明显减弱;(B)干涉TRIM24表达后,CD133阳性细胞百分比减少;(C)过表达TRIM24可以增强GSC的肿瘤球形成能力;(D)野生型TRIM24可以逆转由于TRIM24下调引起的肿瘤球形成能力变化,而突变型TRIM24无此功能;(E)干涉TRIM24表达后,原位荷瘤裸鼠的生存时间显著延长。


图3. TRIM24通过激活SOX2表达调控GSC的干性。

(A)TRIM24表达量决定SOX2转录水平;(B)TRIM24状态影响SOX2基因启动子的转录活性;(C)TRIM24的PHD-Bromo结构域结合SOX2基因启动子区域;(D)诱导GSC分化或者干涉TRIM24表达,TRIM24与SOX2基因启动子区域结合减少;(E)过表达SOX2可以逆转由于TRIM24下调引起的裸鼠存活时间延长;(F)TRIM24表达下调的GSC形成的瘤体减小,而且肿瘤边界变得清晰。


图4. 肿瘤TRIM24表达水平与患者MRI异常信号延伸范围相关。

(A)TRIM24高表达病例的T2加权异常信号扩散更广;(B)TRIM24高表达组的异常信号体积明显大于TRIM24低表达组;(C)TRIM24表达水平与异常信号体积正相关;(D)TRIM24高表达组的异常信号延伸距离明显长于TRIM24低表达组;(E)TRIM24表达水平与异常信号延伸距离正相关。


图5. TRIM24促进肿瘤细胞体外侵袭。

(A)干涉TRIM24表达后,肿瘤细胞侵袭能力减弱;(B)野生型TRIM24可以逆转由于TRIM24下调引起的侵袭能力变化,而突变型TRIM24无此功能;(C)过表达TRIM24可以增强肿瘤细胞侵袭能力,而SOX2发挥介导作用。


图6. TRIM24促进肿瘤细胞体内侵袭以及TRIM24-SOX2调控机制的临床验证。

(A)过表达TRIM24可以使原位荷瘤裸鼠的生存时间显著缩短,而同时干涉SOX2表达可以有效逆转此变化;(B)TRIM24低表达组的细胞成瘤边界相对较清,而过表达野生型TRIM24或者SOX2可以使肿瘤边界变得模糊,并沿着神经纤维束浸润;(C)本组病例中TRIM24与SOX2蛋白质水平正相关;(D)本组病例中TRIM24与SOX2的mRNA水平正相关;(E)检索TCGA数据库进一步证实TRIM24与SOX2的正相关关系。


以上临床及实验数据表明,TRIM24通过激活SOX2表达从而促进胶质母细胞瘤干细胞的干性和侵袭。解放军总医院团队的此项研究,首次阐述了TRIM24-SOX2信号通路在肿瘤干细胞中的关键作用,也为胶质瘤复发的科学精准防治提供了新思路。


附:文章原文官方链接
https://doi.org/10.1093/neuonc/noaa138


参考文献


[1] Ostrom QT, Cioffi G, Gittleman H, et al. CBTRUS Statistical Report: Primary Brain and Other Central Nervous System Tumors Diagnosed in the United States in 2012-2016. Neuro Oncol. 2019; 21(Supplement_5):v1-v100.

[2] Aldape K, Brindle KM, Chesler L, et al.Challenges to curing primary brain tumours. Nat Rev Clin Oncol. 2019; 16(8):509-520.

[3] Jung E, Alfonso J, Osswald M, Monyer H, Wick W, Winkler F. Emerging intersections between neuroscience and glioma biology. Nat Neurosci. 2019; 22(12):1951-1960.

[4] Zhang LH, Yin AA, Cheng JX, et al. TRIM24 promotes glioma progression and enhances chemoresistance through activation of the PI3K/Akt signaling pathway. Oncogene. 2015; 34(5):600-610.


术者简介


章露华,医学博士,解放军总医院神经外科医学部博士后。2014年硕博连读毕业于空军军医大学(原第四军医大学)。发表SCI论文8篇,其中以第一作者发表论著在Oncogene(当年IF=8.559)和Neuro-Oncology(当年IF=10.247)等权威期刊上。主持国家自然科学基金1项、中国博士后科学基金面上资助1项。


徐东刚,军事医学研究院军事认知与脑科学研究所研究员,博士生导师。中国研究型医院学会病毒肿瘤专业委员会副主任委员,中国测试计量学会理事,北京市免疫学会理事,全军检验医学专业委员会委员、特殊环境与作业能力委员会委员。主持国家重大新药创制课题、军特药、军队重点课题、国家自然科学基金等20余项,获得军队科技进步二等和三等奖各一项,获得国家发明专利授权20余项,计算机软件著作权2项,发表学术论文120余篇。

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