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髓母细胞瘤(MB)是儿童最常见的颅内恶性肿瘤。
(资料图片)
根据不同的分子特征,其可分为4个亚型:WNT活化型、SHH活化型、Group3型和Group4型[1]。
与成人恶性肿瘤的发生原因不同(环境暴露是非常重要的原因),儿童恶性肿瘤的发生往往是因为遗传所致发育异常[2],而明确肿瘤发源是寻找有效治疗策略的先决条件。
因为MB发生于小脑,因此被以为是源于小脑发育异常[2]。已有研究表明,WNT活化型MB源于菱形唇(RL)下部细胞基因突变所致WNT信号通路激活;SHH活化型MB则源于小脑颗粒神经元前体细胞基因突变导致SHH信号通路激活[3, 4];而Group3型(约占MB的20%)和Group4型(约占MB的40%)MB的发源和病因仍悬而未决。
近日,《天然》杂志背靠背发表了美国圣犹达儿童研究病院Paul A. Northcott团队[5]和加拿大多伦多儿童医院Michael D. Taylor团队[6]的两篇重磅研究,揭开了Group3型和Group4型MB的发源之谜。
两个团队从不同角度,将MB亚型特有的基因改变和分子特征与人类小脑发育的特征进行比对,证实了人类小脑发育过程中特定细胞群体——RL脑室下区(RLSVZ)祖细胞的分化缺陷,是导致Group3型和Group4型MB的发源细胞。
此外,研究职员还发现了导致RLSVZ祖细胞分化缺陷的枢纽基因突变,即CBFA复合体相关蛋白(特异性表达于人类发育中的小脑)突变,而在体外实验中恢复CBFA复合体功能后,可促使MB肿瘤细胞分化,表明了其作为治疗靶点的潜力。
人和小鼠的RL之间存在一定的转录特征差异
说完Northcott团队的研究,咱们再来看看Taylor团队的研究,Taylor团队是从研究G3/4 MB肿瘤的基因突变开始。
Taylor团队在编码CBFA复合体成员或与CBFA复合体相互作用蛋白的基因中,发现了经常出现的会使CBFA复合体功能异常的基因突变(在至少57%的Group4型MB和39%的Group3型MB中发现了破坏CBFA复合体功能的突变),如CBFA2T2和CBFA2T3突变。
CBFA2T2和CBFA2T3在人类小脑发育过程中的表达
同时,人类小脑RLSVZ和G3/4 MB肿瘤的单核RNA测序结果显示了两者转录特征的相似性,且与RLSVZ中的UBC细胞最为相似,高度提示G3/4 MB可能就是起源于RLSVZ中的UBC前体细胞,并由UBC前体细胞中CBFA复合体功能异常而驱动。
在体外研究中,通过按捺OTX2的表达,可明显增加CBFA2T2和CBFA2T3的表达,使肿瘤细胞恢复分化能力。这再次证实了CBFA复合体功能异常是导致G3/4 MB肿瘤发生的原因。
总的来说,两个团队的研究结果相似且互补,综合两项研究,G3/4 MB肿瘤的发源题目已基本明确,即源于小脑RLSVZ中的UBC前体细胞,且UBC细胞中CBFA复合体功能异常导致的分化功能障碍,则是驱动G3/4 MB肿瘤的“罪魁祸首”。
G3/4 MB发源示意图
了解了肿瘤的发源后,更重要的是从中找到预防和治疗肿瘤的方法,从这两项研究中,或可针对CBFA复合体相关蛋白突变或光感受器基因表达水平异常升高,开发出相关药物,促进肿瘤的分化从而达到治疗肿瘤的目的,这也将成为今后MB药物研发的新热门。