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Cell:科学家发现转录因子可有效区分出胶质母细胞瘤干细胞

来源:生物谷 2014-04-12 16:37

2014年4月12日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在国际著名杂志Cell上的一篇研究论文中,来自麻省综合医院(MGH)的研究人员通过研究发现,转录因子可以区分出对致命性脑瘤疗法产生耐药的恶性脑瘤,该研究可帮助研究者们理解耐药性脑瘤的遗传特性以及开发新型靶向性疗法。

研究者Mario Suva博士表示,我们已经鉴别出了一系列控制胶质母细胞瘤干细胞亚群的分子开关,理解驱动恶性脑瘤发生的分子机制对于开发新型疗法来治疗致死性脑瘤非常关键。正常情况下干细胞可以分化形成不同类型的细胞,进而分化成为不同组织器官;具有有限发育潜能的干细胞群体主要负责机体的组织损伤以及清理无用的细胞和组织,有证据研究表明,罕见的癌症干细胞往往是诱发恶性肿瘤失控的主要原因,当然这其中也包括胶质母细胞瘤。

这项研究中,研究者鉴别出了19个转录因子,相比在其它分化的肿瘤细胞中来讲,这些转录因子在胶质母细胞瘤干细胞中的表达水平明显升高,通过检测这些转录因子将肿瘤细胞转化为原始干细胞的能力,研究者发现了四种转录因子:POU3F2,SOX2,SALL2和OLIG2,在体外动物模型试验中,研究者发现这些转录因子能够将已经分化的肿瘤细胞转化为胶质母细胞瘤干细胞。

深入研究发现,这些转录因子和其相关的调节元件在2%-7%的人类胶质母细胞瘤细胞中均处于活性状态,抑制参与核心转录因子靶向基因调节的蛋白复合物的活性就可导致胶质母细胞瘤干细胞失去干细胞的特性,促进其死亡。

研究者Bradley Bernstein说道,这项研究告诉我们癌细胞发展成恶性的其中一种原因,由于特殊遗传突变导致的具有单一特性的肿瘤往往包含有许多不同类型的细胞,鉴别出胶质母细胞瘤干细胞的不同细胞状态对于科学家们开发治疗恶性脑瘤的新型手段提供了很好的研究依据和帮助。(生物谷Bioon.com)

doi:10.1016/j.cell.2014.02.030
Reconstructing and Reprogramming the Tumor-Propagating Potential of Glioblastoma Stem-like Cells

Mario L. Suvà, Esther Rheinbay, Shawn M. Gillespie, Anoop P. Patel, Hiroaki Wakimoto, Samuel D. Rabkin, Nicolo Riggi, Andrew S. Chi, Daniel P. Cahill, Brian V. Nahed, William T. Curry, Robert L. Martuza, Miguel N. Rivera, Nikki Rossetti, Simon Kasif, Samantha Beik, Sabah Kadri, Itay Tirosh, Ivo Wortman, Alex K. Shalek, Orit Rozenblatt-Rosen, Aviv Regev, David N. Louis, Bradley E. Bernstein.

Developmental fate decisions are dictated by master transcription factors (TFs) that interact with cis-regulatory elements to direct transcriptional programs. Certain malignant tumors may also depend on cellular hierarchies reminiscent of normal development but superimposed on underlying genetic aberrations. In glioblastoma (GBM), a subset of stem-like tumor-propagating cells (TPCs) appears to drive tumor progression and underlie therapeutic resistance yet remain poorly understood. Here, we identify a core set of neurodevelopmental TFs (POU3F2, SOX2, SALL2, and OLIG2) essential for GBM propagation. These TFs coordinately bind and activate TPC-specific regulatory elements and are sufficient to fully reprogram differentiated GBM cells to “induced” TPCs, recapitulating the epigenetic landscape and phenotype of native TPCs. We reconstruct a network model that highlights critical interactions and identifies candidate therapeutic targets for eliminating TPCs. Our study establishes the epigenetic basis of a developmental hierarchy in GBM, provides detailed insight into underlying gene regulatory programs, and suggests attendant therapeutic strategies.

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