Cell：光遗传学揭示脑瘤的惊人秘密

Ernest

17 小时前 生物通/叶予 分享：  ; Q  O. g! |- _
导读 研究人员将侵袭性的人类脑瘤移植到小鼠大脑，构建了高级别胶质瘤模型。这项研究首次向人们展示，大脑活性能够刺激肿瘤生长，相关论文发表在四月二十三日的Cell杂志上。 ) O9 u  s$ @% ^) }1 H' \" l; S

- [  Z2 a1 c; q+ F# V# `
; Z2 V+ J) U. Z' n) d# ~" P- s高级别胶质瘤是一种相当致命的脑瘤，其生存率近三十年来几乎没有得到改善。斯坦福大学医学院的一项最新研究表明，大脑皮层的神经活性有助于高级别胶质瘤的生长。
8 u2 X, e) B$ L9 {
; j( y: H3 j4 ^( T/ h6 K$ [4 \3 }+ @
研究人员将侵袭性的人类脑瘤移植到小鼠大脑，构建了高级别胶质瘤模型。这项研究首次向人们展示，大脑活性能够刺激肿瘤生长，相关论文发表在四月二十三日的Cell杂志上。
! ~+ I6 l4 `' p7 T4 a- a' {; @& G" e1 J. w+ q3 J, O% B2 F7 e5 b

9 B: N) x, q+ d6 R: n4 G一个器官的基本功能居然会驱动肿瘤生长，这是极为罕见的，文章的资深作者Michelle Monje博士说。“我们不认为呼吸会促进肺癌生长，胆汁生产会促进肝癌生长。但研究表明，大脑功能的确会推动脑癌的发展。”0 X; @( b4 D* x& o+ p# o1 N
* t+ n; G9 _: l* Q

& t* T4 d; y7 o( A" p- t关键性蛋白
* z7 v" M7 T- l: v5 W. A0 `* v/ d% ]6 z% A. G

; t* w5 B" N: C: `' I- M3 K- c6 F高级别胶质瘤分为好几种类型，它们起源于大脑的不同区域，但都会波及大脑皮层。而大脑皮层是我们感知世界、形成思维和使用语言的地方。
8 s( ^/ ~- \# g! i. M2 C3 z: l' W: h* U3 Y* T1 S. @! q$ j

) F) J  i0 L2 A( D" l2 u; v研究人员发现，在大脑皮层的神经元活性与肿瘤生长之间，蛋白neuroligin-3起到了关键性作用。虽然不同高级别胶质瘤有着不一样的分子和遗传学特征，但neuroligin-3对它们起到了类似的影响。
( L4 ^& u1 o) ]) W; ]
! b/ P' q% V$ Z. a- O
+ B) ]; d) a' q/ a' ^: ?( M“看到一个微环境因子能够影响不同高级别胶质瘤，令我们感到非常惊讶，”Monje说。在健康组织中，neuroligin-3负责引导突触的形成和活性，对大脑的可塑性很重要。8 R1 }% u0 U$ m3 x- O, i& O, c
: |5 g3 P  b/ \3 a' N; r

- Q+ t3 S- O- I% P光遗传学刺激
7 L, b0 U  V; C3 l( f- F/ s2 t8 p( y, ~
+ L5 x7 \2 B& ^9 L5 b1 j- Y
将光敏蛋白插入特定神经元，然后用光将其激活，这就是光遗传学技术。研究人员将光敏蛋白引入小鼠的大脑皮层，然后植入人类的高级别胶质瘤细胞。他们将小鼠分为两组，实验组用光激活肿瘤附近的神经元，对照组不激活神经活性。研究显示，神经活性促进了肿瘤的增殖和生长。这也是人们首次发现，脑瘤能够以神经活性为食。% K# c7 ]' `3 @

* M/ E: h2 C' d$ n' x/ J( ~0 g. m) v
研究人员在小鼠的大脑切片中鉴定了促进肿瘤细胞增殖的分泌因子，neuroligin-3。研究显示，这种蛋白的确可以在体外刺激肿瘤生长。此外，研究人员还在Cancer Genome Atlas数据库中检索了neuroligin-3。结果表明，高级别胶质瘤中neuroligin-3活性高，与患者的生存期短有关。
- N) {$ w" f4 D% E0 U
3 n# H' z4 u4 u6 F
+ w0 A- [1 A; l, F: Z; [) }这项研究为人们揭示了治疗高级别胶质瘤的新途径。在理论上，降低神经活性可以延缓脑瘤生长，但这样做显然并不实际。更好的办法是特异性阻断neuroligin-3对脑瘤的刺激，比如通过药物阻止蛋白分泌到癌细胞附近的区域。
/ z7 F% J, ^/ Z1 K
, \" G7 w8 I% Z * ^5 C5 R5 S1 R4 o' \/ |8 D
参考文献:  
' L, \- S0 ]% E) C& M) A5 n5 p. f6 rNeuronal Activity Promotes Glioma Growth through Neuroligin-3 Secretion 文献检索：DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.04.012 Active neurons exert a mitogenic effect on normal neural precursor and oligodendroglial precursor cells, the putative cellular origins of high-grade % {" }5 O1 ~" ?% w+ ]9 g% v/ {1 i