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Nature:发现ALL白血病入侵中枢神经系统机制

来源:本站原创 2018-07-21 21:21

2018年7月21日/生物谷BIOON/---急性淋巴细胞白血病(ALL)的一种致命性特征是它侵入中枢神经系统。中枢神经系统中的ALL是很难治疗的,这是因为大多数药物因保护大脑的“血脑屏障”的存在而被阻止进入这种器官系统。几十年来,癌细胞如何入侵中枢神经系统一直是科学家和临床医生无法解答的一个问题。

如今,在一项新的研究中,来自美国杜克大学等研究机构的研究人员描述了ALL细胞如何独特地配备上能够抓住位于血管外周的支架蛋白的受体,并借助这些支架蛋白从骨髓中穿过膜而进入充满脑脊髓液的空间。他们发现这些癌细胞不是通过破坏血脑屏障而是通过完全逃避血脑屏障而渗入到中枢神经系统。相关研究结果于2018年7月18日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Leukaemia hijacks a neural mechanism to invade the central nervous system”。
图片来自Alisa Weigandt for Duke Health。

论文通信作者、杜克大学恶性血液疾病与细胞治疗部门副教授Dorothy Sipkins博士说,“对进入中枢神经系统的癌细胞来说,这是一种非常意想不到的方式。”

她说,“理解ALL如何进入中枢神经系统会为我们提供新的方法来靶向这种通路并有望将它关闭。”

Sipkins说,这一发现是十多年研究的结果,在此期间的大部分时间里,寻找ALL如何跨过保护大脑免受血液中有害物伤害的血脑屏障的努力进入了死胡同。

在完善了一种实时观察小鼠大脑的方法之后,她仍然无法观察到ALL细胞如何进入中枢神经系统。尽管随后开展了更多的实验,但是这个谜团仍然没有得到解决。

Sipkins说,“这是非常令人困惑的。它应该是可追踪的,那么为何跟踪跨过血脑屏障的细胞是如此困难呢?”

随后,在针对Sipkins实验室正在测试的一种药物开展的实验中,一个重要的发现出现了。接受这种药物治疗的小鼠并未因患上晚期ALL而瘫痪,这一点通常会在癌细胞进入枢神经系统的动物中发生。相反,这种癌症仍然停留在这些小鼠的骨髓中。

经过进一步分析,Sipkins发现这种药物本身并没有跨过血脑屏障,因此它没有激活脑脊液中的治疗反应。这意味着该药物以某种方式阻止这些癌细胞迁移到中枢神经系统内。

Sipkins 说,“当我们解剖脊髓周围的脊柱和椎骨时,我们注意到一件奇怪的事情:你能够观察到椎骨骨髓中的所有ALL细胞,这看起来就像是它们通过骨表面上的通道直接进入脊髓中。”

但是这些癌细胞并不仅是穿过这种骨组织。相反,这些研究人员发现ALL细胞携带着大量针对层粘连蛋白(laminin)的受体,其中层粘连蛋白包围着血管和神经,从而有助于促进细胞迁移。微小的血管直接穿过椎骨到达包围着脊髓和大脑的脑膜组织。ALL细胞抓住这些血管周围的层粘连蛋白并向下拉入脑脊液循环的脑膜区域。

Sipkins说,这种试验药物可能具有治疗效果,但还需进一步开展研究。她说,其他以类似方式抑制细胞迁移的分子可能也具有潜在的益处。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Hisayuki Yao, Trevor T. Price, Gaia Cantelli et al. Leukaemia hijacks a neural mechanism to invade the central nervous system. Nature, Published online: 18 July 2018, doi:10.1038/s41586-018-0342-5

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