Cell：重大进展！揭示胶质母细胞瘤伪装成未成熟的神经元在大脑中扩散

胶质母细胞瘤（GBM）是最具侵略性的脑瘤形式，它的某些细胞模拟未成熟神经元的特征和运动策略在大脑中定植。在一项新的研究中，来自德国癌症研究中心（DKFZ）、海德堡大学医院（UKHD）和海德堡医学院（MFHD）的研究人员首次提供了对GBM扩散机制的详细见解。

GBM细胞在健康的脑组织中移动，在一个合适的地方停留下来，然后形成恶性网络，通过这些网络与“母肿瘤（mother tumor）”重新建立连接。这些入侵的GBM细胞不仅与神经细胞的前体细胞具有相同的分子特征，而且它们还以相同的运动模式迁移，并像这些细胞一样与大脑的健康神经细胞建立联系。相关研究结果于2022年7月31日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Glioblastoma hijacks neuronal mechanisms for brain invasion”。

GBM像一个真菌网络一样在大脑中生长。因此，它们不能通过手术完全切除，而且由于它们有弹性的网络，可以在密集的化疗和放疗中生存。这使它们成为人类最危险的脑肿瘤，在最初诊断后的平均生存时间约为15个月。这种特征性的生长是如何发生的，这是UKHD和DKFZ的临床合作单位神经肿瘤学教授Frank Winkler博士、海德堡大学解剖学与细胞生物学研究所功能神经解剖学系主任Thomas Kuner博士以及Varun Venkataramani博士的工作小组的研究课题。2015年，这些作者描述了GBM细胞突起网络是导致治疗抵抗性的原因之一。通过这种连接网络，肿瘤细胞可以修复损伤并交换生存所需的物质。2019年，他们发现，这些肿瘤细胞直接接收来自神经元的信号，刺激它们生长。

最后，这些作者用显微镜仔细观察，研究脑瘤内的不同细胞类型。Winkler，“GBM由非常异质的细胞组成。我们想知道各种细胞类型在多大程度上具有不同的生物学作用。”在这个过程中，他们发现了一个非常敏捷的癌细胞亚群，它们在几个方面类似于神经细胞的前体细胞：它们的分子特征，它们在大脑中移动的能力，以及它们通过突触与大脑神经细胞连接和接收信号的方式。

Kuner描述道，“利用高分辨率的显微镜技术，我们在小鼠大脑中生长的人类GBM细胞中观察到，这些癌细胞在大脑中移动的模式与捕食者在其领地中寻找猎物的模式相同---非常像神经细胞的前体细胞。在这样做的时候，它们用细小的细胞突起扫描环境，并通过突触接收来自神经细胞的激活信号，它们似乎需要这些信号来进行浸润。”他的团队组合使用了现代显微镜和分子生物学方法，提供了GBM细胞在组织中相互作用的详细三维视图，它们的细胞-细胞接触，以及它们的分子特性。

图片来自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.06.054。

在显微镜下，显而易见的是，在扩散的GBM细胞找到一个有利的位置后，它们改变了它们的分子特性，转变为一种不再移动而是形成突起网络的细胞类型。Venkataramani博士描述道，“这种行为类似于对新大陆的殖民：首先，个别定居者向远方走去，与当地人接触，最后定居下来。”

UKHD神经科诊所医疗主任Wolfgang Wick教授认为这些结果是“癌症神经科”领域的一个里程碑，该领域是研究神经系统和肿瘤细胞之间复杂相互作用：“我们第一次了解到GBM的不同细胞类型在做什么，哪些分子特征与哪些行为有关，以及哪种细胞类型负责浸润性肿瘤生长。相比之下，由这些细胞转变而来的形成突起网络的细胞类型导致治疗抵抗性。这些知识可能为开发新的治疗方法提供起点。”下一步是进一步破解GBM细胞迁移的分子机制，它们与神经细胞的沟通，以及它们的突起网络形成能力。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Varun Venkataramani et al. Glioblastoma hijacks neuronal mechanisms for brain invasion. Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.06.054.