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Cell:光遗传学揭示脑瘤的秘密

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。


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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。


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。”


关键性蛋白


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。


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。


“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。


光遗传学刺激


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。


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。


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。


原文链接:Neuronal Activity Promotes Glioma Growth through Neuroligin-3 Secretion


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