往期回顾
神经肿瘤学中的核酸适配体：一种新兴的治疗方式
核酸适配体是通过酶或固相化学合成的长度为数十个核苷酸的单链RNA或DNA分子，这些单链折叠成特有的三维形状，通过静电、氢键和范德华力与多种分子靶点结合从而改变靶点的活性。其独特的潜在优势有：①分子量小，更有效地渗透血脑屏障；②适配体本身是非免疫原性和无毒的；③生产适配体无需动物或细胞培养，成本低，并可能实现患者特异性适配体的快速开发；④适配体可以使用存在于不同细胞或组织中的异质或未定义的靶标(蛋白质、脂质、糖蛋白等)进行训练；⑤修饰的RNA和DNA寡核苷酸可以在低温或冻干条件下长期储存，可以承受重复的冻融循环很容易重组，具有很强的稳定性；⑥适配体通过标准化和可重复的方法合成，以高度的批次一致性制造。
使用自然选择的原理开发适配体，该过程称为指数富集配体系统进化（SELEX）。典型的SELEX过程始于一个包含数十至数百万亿寡核苷酸的文库，其中包含长度为20-60个核苷酸的随机合成区域，两侧有末端引物结合区，可以同时扩增文库中的所有序列。SELEX通过三个确定步骤来创建一轮选择，即用感兴趣的目标随机孵育寡核苷酸文库、去除未结合的寡核苷酸并捕获与目标结合的寡核苷酸、通过PCR扩增与目标结合的分子。之后再生一个狭窄的候选适配体池，用作下一轮的起始材料。重复这个过程，直到观察到库富集。针对越来越复杂的靶标，SELEX方法可应用于活哺乳动物细胞 (cell-SELEX)、整个组织或肿瘤动物 (in vivo-SELEX) 等。SELEX 不是识别特定的分子靶标，而是训练适配体来区分差异，以便适配体识别新的肿瘤细胞表面生物标志物，从而引发适配体解决肿瘤间/肿瘤内异质性问题。
由于RNA和DNA适配体在人血清或脑脊液中容易被核酸酶降解，并且RNA适配体在生理pH下容易被水解。因此已开发出两种化学修饰来保护适配体：（1）在化学修饰之前根据其行为选择未修饰的适配体；（2）通过使用化学修饰的文库将修饰构建到选择过程中。其中包括，磷酸二酯主链或糖的改变、修饰核苷酸的碱基、增加全身稳定性和携带疏水性碱基、5'- 或 3'- 末端修饰、添加末端N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)等。在适配体特异性和稳定性建立后，将其与化疗药物、siRNA、纳米颗粒、放射性核素和蛋白质偶联，将药物运送到目标细胞或组织。在神经肿瘤学中，大多数新适配体都是通过 cell-SELEX 针对 GBM 模型进行选择的，利用这种方法开发的适配体具有严格的靶标特异性，并且在某些情况下具有与小分子药物类似的受体抑制作用。然而，它们通常需要修改以优化治疗用途。
至今已开展的研究包括：抗EGFRVIII适配体U2 、与EGFRvIII结合适配体 32和CL4 、对亲本人GBM系 (U87MG) 选择并开发的、与人PDGFRβ 胞外域结合适配体Gint4.T、针对人GBM系U251选择的适配体GBI-10靶向肿瘤恶性相关的固生蛋白-C；可结合多种GBM细胞系的GBM特异性适配体GBM128和GBM131、针对人神经胶质瘤细胞系SHG44的DNA适配体S6-1bx结合针对人星形胶质细胞系SVGp12进行负筛选，初步证据表明可与纤维蛋白结合；针对新鲜制备的GSC开发的适配体W5-7。
In vivo-SELEX是一种相对较新的方法，其具有许多理论优势，但尚未产生临床前神经肿瘤适配体。目前已开展研究包括：1）脑特异性适配体A15，是通过将2'-f-嘧啶修饰的适配体库注射到小鼠尾静脉中，经处理后提取大脑，扩增脑特异性适配体以进行下一轮选择；适配体A15与脑毛细血管内皮结合并渗透到健康小鼠脑实质中，A15靶点尚未确定，但证明适配体可以选择穿过血脑屏障；2）儿童神经母细胞瘤肿瘤抗糖脂GD2适配体，在疾病小鼠模型中，这种适配体可以在体循环中存活，并进入神经母细胞瘤，而不会引起可观察到的免疫反应；适配体结合多西环素疗法在神经肿瘤治疗中，具有高特异性和更少副作用的潜力；3）RA16是一种聚乙二醇化2'F-嘧啶RNA 适配体，在小鼠腋下肿瘤模型中针对NCI-H460非小细胞肺癌细胞进行选择；当RA16与表柔比星缀合时，在体内和体外对肺癌细胞表现出更高的毒性；适配体可结合两种不同的RNA解旋酶DHX9和p68。
在神经肿瘤学中应用适配体的大部分临床前研究都集中在使用适配体作为靶向部分，直接偶联到治疗药物上，在碱基对之间插入治疗药物，或修饰纳米递送系统。
1.几种类型的适配体-药物偶联物 (ApDC) 已经应用于针对原发肿瘤部位和转移灶的癌症治疗策略。研究表明适配体不仅有助于细胞摄取，而且有助于药物的保留。ApDC在体内模型中证明了血脑屏障的胞吞作用，并特异性靶向脑内肿瘤细胞。未来适配体介导的siRNA传递也可能旨在调节融合癌基因的表达，针对融合癌基因设计siRNA，使其桥接两个转录物的连接位点，从而减少融合蛋白的表达，而不损害正常蛋白的表达。
2.适配体与纳米递送系统结合。①将AS1411添加到 (Lγ-谷氨酰-谷氨酰胺)-紫杉醇 (PGG-PTX) 纳米缀合物药物递送系统中，形成AS1411-PGG-PTX，能导致复合物的细胞结合增加以及随后的内化；AS1411偶联可增加肿瘤中复合物的保留，比非靶向递送系统更有效地穿透体外肿瘤球；②AS1411与包封氧化氢酶的二氧化硅纳米颗粒“CAT-SiO2”藕合，向肿瘤细胞共同递送增敏剂和氧气发生器，为超声治疗（超声诱导局部杀肿瘤活性氧[ROS]的产生）的组织提供基础；③AS1411也被用作增加病毒摄取的缀合物，核酸适配体被病毒转导GBM细胞的效率是表达正常水平核仁蛋白和Tenascin-C的HUVEC细胞的4至5倍；④与Dactolisib (“@PNPs-Gint4.T”) 结合的适配体纳米复合物在体外被PDGFRβ过表达细胞内化，该药物通过纳米载体递送时的毒性比在游时至少高1000倍，且药物能快速有效地摄取到靶细胞中；⑤GMT8是一种针对U87细胞的适配体，被添加到PEG涂层的Ag-Au核壳纳米颗粒（GSGNP）的表面，可以增强放射治疗的疗效。
鉴于适配体作为“化学抗体”的特性，它们是很有前途的诊断工具，可用于染色实体组织活检样本、识别新的脑脊液生物标志物和开发液体活检诊断技术。适配体H02，可靶向整合素α5β1，因此被研究用于神经肿瘤学中实体组织活检的诊断。
适配体可以很容易地与荧光团和放射性核素结合，其在神经肿瘤学成像中的应用前景广阔。如TTA1是一种被认为靶向细胞外基质蛋白tenascin-C的适配体，通过与螯合剂MAG2偶联，以荧光（罗丹明红x标记）或99mTc放射标记的方式制备，其在10-60分钟内显示出快速的肿瘤穿透，特异性肿瘤标记持续18小时有利于成像；AS1411与荧光团Cy3和血脑屏障靶向肽TGN结合，增加颅内小鼠胶质瘤标记。荧光肿瘤靶向适配体已被测试作为一种术中工具，以帮助确定肿瘤边界。适配体A32旨在靶向EGFRvIII，并与新一代光量子点结合；具有网状内皮清除和血浆蛋白吸附的功能而降低毒性；可穿透血脑屏障，选择性地在小鼠原位胶质瘤中积累，可能是通过与EGFRvIII结合，产生强烈的荧光信号，使肿瘤边缘清晰可见。
适配体技术有望在临床神经肿瘤学中带来重大进展。迄今为止，该领域缺乏将先进的神经肿瘤学动物模型与创新的体内SELEX方法相结合的报道。未来的方法需要选择适配体，因为它们能够靶向整个动物的原位异种移植肿瘤，同时仅将化疗药物递送到靶向部位。未来的发展可能包括收集脑肿瘤特异性，甚至是患者特异性的适配体文库，可以结合治疗方法来解决肿瘤异质性，推动神经肿瘤学的个体化治疗发展。
DNA损伤应答是一系列维持基因组稳定性上起关键作用的细胞内和细胞间信号。放化疗引起胶质瘤DNA损伤的应答机制包括：碱基切除修复和MGMT（甲基鸟嘌呤- DNA甲基转移酶）修复烷化剂造成的DNA损伤；错配修复（MMR）修复小的碱基错配；非同源断端接合（NHEJ）直接修复双链断裂；同源重组（HR）利用姐妹染色体作模版修补双链断裂；DDR激酶ATM和ATR参与激活众多修复双链断裂DNA的蛋白。
在IDH野生型胶质母细胞瘤中，放疗使DNA双链断裂，激活NHEJ和HR机制。高能粒子如碳原子更多激活HR机制。替莫唑胺化疗引发的DNA损伤需要MGMT和MMR机制修复，HR机制也与其作用有关。胶质瘤的驱动基因除p53、MDM2这些本身就组成DDR通路的基因，以及CDK4和CDKN2A/B这些调控细胞周期的基因本身常有突变外，如EGFR扩增、PTEN磷酸化、PI3K通路激活与DNA的修复机制也有相互作用。在胶质母细胞瘤中，一些DDR激酶抑制剂包括ATM抑制剂和ATR抑制剂已进入临床试验，与放疗或细胞毒药物化疗联用。DNA-PK在胶质瘤中的研究有较大进展，有几种药物已进入临床试验。PARP抑制剂也有临床试验，但其血脑屏障通透性、药代/药动学和毒性有待提高。
IDH突变的胶质瘤有HR双链修复机制缺失。2-HG能抑制ALKBH，使肿瘤对烷化剂治疗敏感，能抑制2OG依赖性KDM4B双加氧酶，使肿瘤的双链断裂修复机制受损，对PARP抑制剂敏感。2-HG能抑制包括BCAT1的BCAAs，减少细胞的谷胱甘肽储备，增加氧化应激对肿瘤的损伤。另外IDH突变还能影响NAD+代谢，肿瘤异染色质增加，细胞周期变慢。有几项用PARP抑制剂治疗IDH突变肿瘤的临床试验正在进行，目前尚未看到显著的临床效果。
通常认为GBM中免疫为耗竭状态，DNA损伤和DDR机制紊乱能增强肿瘤免疫反应，增加PD-L1表达。PARP抑制剂能激活固有免疫系统和cGAS-STING通路，刺激干扰素1型分泌，诱导抗肿瘤免疫。联合DDR抑制剂和免疫治疗的临床试验也有进行。
另外细胞周期抑制剂和VEGF抑制剂可以作为放疗增敏剂与放疗联用，其效果可能也是通过影响DDR起作用的。
展望未来，我们需要继续改进临床前试验模型，尝试联合治疗，比如同时靶向多个DDR通路，联合DDR靶向药物和免疫治疗。还需要寻找和验证能预测DDR靶向治疗效果的标志物。
在胶质母细胞瘤（GBM）患者在标准化治疗过程中复发进展时，理解伴随的分子变化是至关重要的。尽管多年来已经在体外和小鼠模型系统中研究了这些反应，但我们最近才开始在分子水平上探索患者肿瘤进展的真实轨迹。越来越多的研究正在对同一患者原发和复发肿瘤的配对样本，使用组学方法解决的这一疑问。
在最近Genome Biology杂志发表的一篇论文中，作者收集107例IDH野生型GBM患者，匹配原发和复发肿瘤标本（第二次手术），进行RNAseq确定了一个新的差异表达基因亚群；为明确差异表达机制，经GLASS数据库中ChIPseq数据集验证，并发现转录改变的潜在转录驱动因素，即这些基因的表达受多梳抑制复合体2（Jumonji和AT-Rich交互域2，PRC2）的调控，是作为差异表达基因中最突出的调节因子，使这些基因可复制地在原发性和复发性GBM之间改变，表达上调或下调因患者个体而异——一种二元/对立的响应，表明转录重编程方向相反，分别称为“上调反应者”（60%）和“下调反应者”（40%）。JARID2基因表达升高的患者，表现少突胶质细胞和神经元增加的表型，以及淋巴细胞/NK细胞数量的增加和单核细胞的减少；相反，在下调的患者中，更多的是间充质和细胞周期驱动的表型。为了验证，通过检测获得了22对IDHwt GBMs单细胞测序数据，与组织测序数据一致，胶质瘤细胞分化和包括GABA信号成分在内的神经元信号转导指标，被认为是关键的促进肿瘤生长因子在基因表达较高的患者中升高；与细胞周期富集有关的基因表达，在肿瘤复发时下调，肿瘤向间质性转变。在GBM患者来源的细胞系中进行的实验表明，它们也表现出双重反应。上述结果为未来的研究中从机制上明确这种双重反应的基础提供了机会，也可用于实现新方法的快速开发。
GBM患者的肿瘤细胞似乎具有复发的内在驱动因素，这些驱动因素源于PRC2信号的双向失调。信号下调的病人，多与其它研究相一致，通过间充质细胞转化与细胞周期相关机制，可能与已知耐药性的驱动有关。而在高表达组中，有更多的分化和通过突触与正常脑细胞联系，这两种情况都有报道与对标准治疗的抵抗有关。
我们需要了解是否有任何原始基因特征的因素可以用来预测这些患者的耐药反应，或与潜在的肿瘤遗传学：我们能预测基于初始信号将出现上升还是下降的应答反应？EZH2在GBM中的靶向作用，意味着什么？
总的来说，这些数据表明：有一条单一的通路驱动一组受PRC2调控的基因，可能以不同的方式促进抵抗治疗和肿瘤生存，并提供对未来干预有帮助的起点。
在胶质瘤中，广泛存在ATRX功能丧失，可诱导广泛的染色质重塑，驱动转录移位和致癌表型。ATRX缺乏症在一系列神经上皮和间充质肿瘤中高水平发生，被认为可诱导端粒替代延长(ALT)。ATRX缺乏还可能通过g -四重体DNA二级结构在全基因组范围内的积累而促进复制应激和DNA损伤，并通过染色质标记和表观基因组图谱调节与发育相关的转录程序。最近对多种肿瘤变异的研究表明，靶向表观遗传异常抑制癌细胞的致癌表型是可行的。虽目前尚无针对ATRX缺乏的有效治疗策略，但之前的研究表明类似的方法在ATRX缺陷胶质瘤中有潜在疗效。针对这些广泛的表观基因组改变，在本研究中，我们利用多组组学整合和CMAP连接图来确定可能逆转ATRX 缺陷转录变化的候选药物。然后，我们采用疾病相关的实验模型来评估功能表型，并将这些研究与表观基因组分析相结合来阐明分子机制。我们综合了计算机模拟（In-Silico）分析、体外和体内疾病建模以及整体表观组谱，以表征一种针对含有染色质重塑基因ATRX失活的恶性胶质瘤的可行方法。
CMAP分析和转录/表观基因组谱分析表明，III类HDAC Sirtuin2 (SIRT2)是ATRX缺陷细胞表型的核心环节，也是ATRX缺陷胶质瘤不良预后的驱动因素。我们的发现对目前无法治愈的脑肿瘤的治疗具有转化意义，并且为系统的靶向癌症中的表观基因组功能障碍提供了一个可行的框架。
在ATRX/ATRX缺陷的mNPCs/人GSCs中，用小分子抑制剂靶向SIRT2可逆转ARTX转录特征，抑制了体内ATRX缺陷的GSCs的生长，并损害细胞运动并促进衰老。MEME分析表明KLF16是一个关键的转录调节因子，介导14K16ac谱改变对细胞运动和凋亡基因集的影响。
综上所述，我们在假定的胶质瘤细胞起源中，发现并表征了ATRX缺乏诱导的致癌表型的新分子机制，并在小鼠基因和人类GSC模型中有效的靶向潜在的表观基因组功能障碍，证明了药物在体内体外的有效性。我们的工作揭示了一条针对表观遗传驱动癌症的精确治疗开发的可行途径，我们期望类似的方法可以有效干预其他致命性肿瘤。
胶质瘤的遗传学特征与电生理的过度兴奋性特征相关
胶质瘤的遗传突变性决定其不同的侵袭性，然而，在疾病过程中瘤周细胞的过度兴奋和癫痫发作与基因突变的多样性是不确定的。本研究旨在确定瘤周细胞过度兴奋与肿瘤基因突变谱的关系。本研究从成人单中心队列（n=1716）中，分析WHO 1-4级的胶质瘤和外显子组测序的关系，并与已知的EEG数据库进行交叉研究，最终确定具有EEG监测的患者（n=206）。过度兴奋性的定义是存在局部周期性放电和/或脑电图癫痫样发作。使用专门的基因突变的训练集，交叉验证判别分析，来识别与过度兴奋性相关的基因突变。结果发现，WHO分级和肿瘤基因突变，在有和无超兴奋性患者之间的分布相似。判别分析模型分类存在或不存在的EEG过度兴奋的总体准确性为70.9%，无论IDH1 R132 H是否包括在内。预测突变包括ATRX和TP53中的无义突变，RBBP8和CREBBP中的indel突变，以及EGFR、KRAS、PIK3 CA、TP53和USP28中具有预测损伤后果的错义突变。在控制年龄、性别、肿瘤位置、综合病理诊断、复发状态和术前癫痫的多变量分析中，这一特征提高了对过度兴奋性的估计。与没有过度兴奋性的和没有进行连续脑电图的患者相比，预测发现存在基因突变的患者常表现有过度兴奋性。因此得出结论是，发现胶质瘤的多种基因突变与瘤周细胞的过度兴奋性相关。肿瘤基因图谱可能有助于神经胶质瘤相关癫痫的预测和治疗。
中枢神经系统肿瘤抗体-药物结合靶点的系统表征
抗体-药物结合物（ADC）通过将细胞毒性药物定向到表达靶抗原的细胞来增强其特异性。FDA批准多个ADC用于治疗实体和血液系统恶性肿瘤，包括那些表达HER2、TROP2和NECTIN4的ADC。最近，靶向HER2的ADC（曲妥珠单抗-Deruxtecan）提高了难治性转移性乳腺癌的存活率并减少了脑转移瘤的生长，即使在HER2低表达的肿瘤中也是如此。因此，ADC靶点的低水平表达可能足以满足治疗反应性。然而，在许多中枢神经系统（CNS）肿瘤中，ADC靶标的表达特征不明确。我们分析了来自儿童脑肿瘤网络（Children’s Brain Tumor Network，N=188个肿瘤）和基因表达综合数据库（GEO）RNA表达数据集（N=356）的公开可用的RNA测序和蛋白质组数据，以评估14个FDA批准的或正在研究中的潜在ADC靶点在实体癌症中的表达。我们采用免疫组织化学方法检测HER2、HER3、NECTIN4、TROP2、CLDN6、CLDN18.2和CD276/B7-H3在胶质母细胞瘤、少突胶质细胞瘤、脑膜瘤、室管膜瘤、毛细胞性星形细胞瘤、髓母细胞瘤、不典型畸胎样/横纹肌样瘤（AT/RT）、造釉细胞性颅咽管瘤（ACP）、乳头状颅咽管瘤（PCP）和原发性中枢神经系统淋巴瘤（N=575）中的表达。PAN-CNS分析显示ADC靶蛋白的表达具有亚型特异性。大多数肿瘤表达HER3、B7-H3和NECTIN4。室管膜瘤强表达HER2，而脑膜瘤HER2表达弱-中等。ACP和PCP强表达B7-H3，TROP2在ACP螺纹状上皮中表达。AT/RT强表达CLDN6。胶质母细胞瘤的亚型特异性标记物表达很少，提示需要进一步的靶点开发。中枢神经系统肿瘤表现出ADC靶点的亚型特异性表达，包括几个FDA批准用于其他适应症的靶点。因此，ADC在中枢神经系统肿瘤中的临床试验可能是有必要的。
肿瘤整体分析揭示了TERT启动子突变的早期起源和TERT表达的细胞间异质性
大多数IDH野生型胶质母细胞瘤和IDH突变型少突胶质细胞瘤都会发生TERT启动子突变（TPM），从而使肿瘤细胞永生。以往关于TPM的研究结果相互矛盾。本研究旨在确定TPM是否在整个肿瘤范围内具有克隆性。作者采用三维综合肿瘤取样法研究了19例IDH野生型GBM和10例IDH突变型OD的TPM克隆性与推测的早期事件之间的关系。对264个肿瘤样本进行了Sanger测序，对187个肿瘤样本进行了深度扩增片段测序。并从全外显子组测序中获得了肿瘤纯度和拷贝数估计值。通过RNA-seq评估了TERT的表达。共在100%可量化肿瘤纯度的肿瘤样本（219份样本）中检测到了TPM。TPM的变异等位基因频率（VAF）与GBM的10号染色体缺失、OD的IDH1突变以及肿瘤纯度呈正相关。相比之下，MDM4和大多数EGFR扩增病例的基因扩增是全肿瘤性的，但MYCN和PDGFRA的肿瘤基因扩增是异质性的，而且在低纯度样本中，肿瘤基因扩增的程度非常高。TPM VAF与TERT表达呈中度相关。只有在TPM阳性样本中的部分细胞中检测到TERT表达。在整个肿瘤范围内，TPM是胶质瘤演化过程中最早发生的事件之一。然而，TERT表达的细胞间异质性表明肿瘤生长过程中存在动态调节。TERT表达可能是一种肿瘤细胞特异性生物标记物。
胆固醇稳态赋予由hnRNPA2B1依赖性调节SREBP2和LDLR引发的胶质瘤恶性肿瘤
Cholesterol homeostasis confers glioma malignancy triggered by hnRNPA2B1-dependent regulation of SREBP2 and LDLR
Juan Zhang and others
Neuro Oncol. 2024 Apr 5;26(4):684–700, doi.org/10.1093/neuonc/noad233
编译：郭少春
髓细胞触发受体2（TREM2）调控胶质母细胞瘤的吞噬作用
胶质瘤的肿瘤免疫微环境（Tumor immune microenvironment，TIME）主要由髓系细胞构成，其中脑内小胶质细胞（MG）与巨噬细胞（MAC）的相对丰度尤为显著。相较于当前基于T细胞的疗法，选择性地针对髓系细胞治疗胶质瘤可能取得更为理想的效果。随着针对各类癌症的髓系细胞靶向治疗临床试验的兴起，对胶质母细胞瘤（GBM）中髓系细胞的抗肿瘤特性进行深入研究显得尤为迫切。尽管已知MG和MAC具备多种保护性免疫调节功能，如吞噬病原体和细胞碎片、向T细胞递呈抗原，但它们在胶质瘤发展中的具体调控机制尚未明确。髓系细胞触发受体2（Triggering receptor expressed on myeloid cells 2, TREM2），作为免疫球蛋白超家族的一员，是髓系细胞免疫反应的重要调节因子，在癌症和神经系统疾病中发挥着不同的作用。然而，TREM2在GBM发展中的角色仍在探索之中。
最近，美国得克萨斯大学安德森癌症中心的Krishna及其团队在《Neuro-Oncology》杂志上报告了TREM2与胶质瘤关系的最新研究。他们发现，TREM2与小鼠胶质瘤的免疫抑制无关，但它是关键的吞噬通路调控因子，其表达能显著增强髓系细胞的吞噬能力。更重要的是，他们揭示了TREM2通过脾酪氨酸激酶（Spleen tyrosine kinase，Syk）信号通路介导吞噬作用的机制。
通过人类胶质瘤的单细胞RNA测序和细胞计数分析，研究团队描绘了跨髓系亚群的TREM2表达情况。在两种不同的小鼠胶质瘤模型中，他们进一步探讨了TREM2在肿瘤进展和髓系细胞免疫调节中的作用。此外，他们设计了一种监测胶质瘤细胞吞噬作用的方法，并通过体外实验深入理解了TREM2信号对肿瘤吞噬的影响。研究结果显示，TREM2的表达与免疫抑制途径无关，但与经典的吞噬标记物溶菌酶（LYZ）和巨噬细胞清道夫受体（CD163）呈强烈正相关。虽然Trem2缺陷对于胶质瘤的起始并非必需，但Trem2+髓系细胞相比Trem2-细胞展现出更强的肿瘤吞噬能力。从机制层面看，TREM2通过Syk信号通路促进吞噬作用。
尽管先前的研究多强调TREM2的免疫抑制和促胶质瘤发展的功能，但Krishna团队的研究揭示，TREM2在脑肿瘤中的作用可能更为复杂，且高度依赖于具体情境，其在不同的TIME中作用迥异。因此，通过阻断胶质瘤中TREM2的表达来进行免疫治疗可能并不可行。然而，减少膜上TREM2的脱落以增强其功能，可能是未来胶质瘤特异性治疗的一个方向。
值得注意的是，尽管TREM2与胶质瘤微环境中的吞噬作用相关，但并未发现其表达与GBM患者生存率提升存在直接关联。这可能是因为肿瘤的生长和侵袭速度超过了TREM2+吞噬细胞清除癌细胞的速度，同时癌细胞还可能通过上调跨膜蛋白CD47来逃避吞噬。此外，该研究未考察放疗与化疗对吞噬作用的影响，这可能导致实验数据存在一定的偏差。尽管存在这些局限性，本研究仍揭示了TREM2+髓系细胞在GBM中的新型保护作用，强调了在GBM模型中进一步探索TREM2功能的必要性。
IRE1核糖核酸内切酶信号通路促进胶质母细胞瘤中髓系细胞的浸润
胶质母细胞瘤（GB）的侵袭性归因于肿瘤支持的微环境的存在，其预后不佳。包括小胶质细胞和巨噬细胞在内的基质细胞促进了GB的生长。内质网应激传感器IRE1在GB细胞中激活并控制宿主免疫细胞（主要是巨噬细胞和小胶质细胞）的募集。内源性或环境应激会触发内质网（ER）中不正确折叠的蛋白质积累，从而导致内质网应激。为了应对这种情况，细胞进化出了一种名为未折叠蛋白反应（UPR）的适应性机制，它被肿瘤细胞劫持，发展为恶性特征。我们最近发现，IRE1α（以下简称IRE1）是一种UPR转导分子，可促进GB的侵袭、血管生成和巨噬细胞的浸润。因此，肿瘤细胞中高活性的IRE1预示着更差的预后。我们使用了人和小鼠的细胞模型，在该模型中，IRE1基因或药物无效，并在体内进行了测试。来自GB患者的公开数据集也被分析以证实我们的发现。我们发现IRE1信号通过转录因子XBP1s和调控IRE1依赖衰变（RIDD）控制泛素结合的E2酶UBE2D3的表达。反过来，UBE2D3激活了NFκB途径，从而导致趋化因子的产生和肿瘤中髓系的侵袭。我们的工作发现了一个新的IRE1/UBE2D3促炎轴，它在GB免疫调节中起着重要作用。
恶性胶质瘤中端粒的维持机制和相关的治疗靶点
大多数癌症（约85%）都会激活端粒酶，在多次细胞分裂过程中维持端粒长度。端粒酶阴性的癌症会激活一种独特的、不依赖端粒酶的端粒维持机制，即端粒替代延长（ALT）。ALT利用同源重组来维持端粒长度，并表现出断裂诱导DNA复制的特征。在恶性胶质瘤中，端粒酶或ALT的激活在儿童和成人肿瘤中几乎无处不在，这些不同的端粒维持机制被激活的频率因胶质瘤亚型而异。在本综述中，作者总结了端粒维持机制（TMMs）领域的现状及其与胶质瘤生物学和治疗的相关性。回顾了在儿童和成人胶质瘤中导致端粒酶激活或ALT诱导的基因改变和分子机制。在此背景下，进一步回顾了针对TMMs的胶质瘤治疗策略的新证据。最后，作者对这一领域的关键差距和问题进行了评论，以便将目前对胶质瘤端粒维持的了解转化为更好的患者治疗策略。
FAM131B-AS2的拷贝数增殖通过减轻复制压力促进胶质母细胞瘤的进展
Copy number gain of FAM131B-AS2 promotes the progression of glioblastoma by mitigating replication stress
Shaobo Wang and others
Neuro Oncol 2024 Jun 3;26(6):1027–1041, doi.org/10.1093/neuonc/noae014
编译：翟玉龙
临床前胶质母细胞瘤模型中EGFR扩增和EGFRvIII能预测并参与TAT-Cx43 266283抗肿瘤反应
胶质母细胞瘤（GBM）尽管在基础和临床研究不断取得了进展，但仍是一种无法治愈的癌症，迫切需要新的治疗方法。GBM通常会伴有表皮生长因子（EGFR）改变（主要是扩增和EGFRVIII），EGFR、EGFRVIII触发的信号激活Src及其下游通路参与肿瘤发展，Src也可能磷酸化EGFR/EGFRVIII使之激活，形成一个正反馈循环。因此，这个正反馈循环，参与肿瘤细胞转化，被认为是一个令人关注的肿瘤治疗靶点。TAT-CX43-266283是一种Src抑制多肽，在临床前GBM模型中具有抗肿瘤特性。
本研究探讨TAT-CX43-266283、替莫唑胺（TMZ）和厄洛替尼（EGFR抑制剂）的疗效。通过Western blot(WB)和荧光原位杂交（FISH）分析这些细胞中EGFR的变化，并与TCGA GBM样本中的Src活性和存活率进行比较。
研究结果如下：
1.TAT-CX43-266283对GSC活力和迁移的影响与GSC中EGFR的改变有关。我们分析了伴或不伴EGFR改变的人GSCs的侵袭和迁移。研究结果表明，TAT-CX43-266283显著降低，EGFR改变的人GSCs细胞运动率，而不伴EGFR改变的GSCs细胞运动率不受影响。
2.TAT-CX43-266283对GBM患者源性GSC活力的影响高于厄洛替尼或TMZ。我们比较了TAT-CX43-266283与厄洛替尼、TMZ对肿瘤细胞的反应差异。经TAT-CX43-266283治疗的GBM患者源性GSC细胞系，细胞活力抑制率最高。
3.TAT-CX43-266283对GSC的作用与EGFR的改变相关。我们研究了TAT-CX43-266283对不同EGFR改变的NSCs影响。首先，我们分析了TAT-CX43-266283对过表达EGFRwt（SVZ-EGFRwt）、EGFRvIII（SVZ-EGFRvIII）、 SVZ NSCs细胞活力的影响。TAT-CX43-266283仅降低过表达EGFR或EGFRvIII的NSCs细胞活力，而不影响SVZ-NSCs，证实了TAT-CX43-266283作用在肿瘤细胞中的选择性。
4.IDHwt GBM患者的EGFR改变与Src活性呈正相关。在这些EGFR改变和未改变的GBM组之间的蛋白质水平比较显示，Src的活性形式（SRC_PY416）在EGFR改变的GBM中，是丰度显著增加的前十大蛋白质之一。数据分析显示，在GBM患者的TCGA样本中，EGFR改变与Src活性之间呈正相关。
5.TAT-CX43-266283处理显著提高了NPE-IE细胞源性GBMs小鼠的存活率。我们选择NPE-IE细胞来测试TAT-CX43-266283对含有EGFR改变和其他GBM驱动突变的NSCs衍生肿瘤发展的影响，发现TAT-CX43-266283处理显著提高了NPE-IE细胞源性GBMs小鼠的存活率。
综上所述，虽然我们的结果更支持TAT-CX43-266283治疗GBM的前景，但仍需要进一步的临床前研究。
胶质母细胞瘤（GBM）是一种无法治愈的原发性脑癌，对放疗和化疗具有高度耐药性。胶质瘤干细胞样细胞（GSCs）或肿瘤启动细胞是疾病进展的关键因素。在许多癌症中，缺氧与不良预后有关。GSCs通常存在于缺氧环境中，并成为肿瘤细胞储存库促进肿瘤复发。lncRNAs已经成为癌症进展的重要调节因子，关于lncRNAs在缺氧环境中调控GSCs的作用，我们知之甚少。LUCAT1是缺氧条件下GSCs中诱导程度最高的lncRNA，其表达与GBM的低生存率相关。
在本项研究中，我们鉴定了一个新的LUCAT1转录本，检测了它在GBM中的表达，并研究了它在缺氧条件下对GSCs自我更新和GBM生长中的作用。
结果如下：
1.LUCAT1在缺氧条件下诱导并与胶质瘤侵袭性相关。为了鉴定促进GSC适应缺氧环境的lncRNAs，我们分析了常氧和缺氧条件下GSC的RNA测序数据，发现低氧条件下LUCAT1是诱导生成最多的lncRNA。在TCGA和CGGA数据库中，我们发现与正常脑组织、低级别胶质瘤相比，4级胶质瘤中的LUCAT1表达升高；进一步验证了缺氧条件下，发现LUCAT1在GSCs中优先被诱导表达。
2.缺氧条件下LUCAT1诱导依赖于HIF1α和NRF2。HIF在HRE基序上与染色质结合，我们测试了缺氧环境中LUCAT1诱导形成过程是否需要HIF1α或HIF2α。我们用shRNA敲除GSCs中HIF1α基因，缺氧培养GSCs，发现LUCAT1的表达显著降低；NRF2信号通路与HIF1α通路交叉，在缺氧的GSCs中，NRF2与2个shRNA敲低的HIF1α基因共同降低了LUCAT1的表达。
3.LUCAT1在缺氧条件下维持GSC增殖和自我更新。我们检测了缺氧条件下LUCAT1敲低对GSC增殖和自我更新能力的影响。LUCAT1沉默，减少了肿瘤球的数量和大小。然后，我们进行了体外限制稀释试验，以评估GSC自我更新能力，发现沉默LUCAT1使细胞形成肿瘤球的频率降低了30倍以上。
4.LUCAT1是HIF1α靶基因表达所必需的。在LUCAT1敲低的细胞中，缺氧条件下GFP表达明显降低。我们进一步利用RT-qPCR检测了不同GSC细胞系中HIF1α靶基因的表达。在敲低LUCAT1后，它们的表达被抑制。
5.LUCAT1促进HIF1α转录复合物对HRE的形成和靶向。我们研究了LUCAT1对HIF1α和CBP与HREs结合的影响，并通过染色质免疫沉淀和测序（ChIPseq）评估了HIF1α/CBP与其靶基因启动子结合的程度。在对照GSCs中，HIF1α和CBP蛋白高度分布在HIF1α靶基因的转录起始位点。相比之下，强力霉素处理后LUCAT1表达降低的GSCs，其靶基因NDRG1和PDK1启动子结合的HIF1α和CBP显著降低。
6.LUCAT1敲低可抑制肿瘤生长，提高动物存活率。我们使用非靶向或LUCAT1 shRNA转导的GSCs（分别为shNT小鼠或shLUCAT1小鼠）建立了原位异种移植物，发现与shNT小鼠相比，shLUCAT1小鼠的存活率更高。与shNT肿瘤相比，shLUCAT1肿瘤显示更多的Caspase 3裂解，表明LUCAT1的缺失增加了细胞凋亡。数据支持靶向LUCAT1损害GSCs对缺氧的适应，从而降低肿瘤生长，延长动物生存期。
综上所述，我们证明了长链非编码RNA LUCAT1是缺氧条件下GSCs中HIF1α信号的正向调节因子。缺氧通过HIF1α信号通路上调LUCAT1的表达。LUCAT1 RNA反过来促进HIF1α转录复合物的形成，并与靶基因的HREs结合，调节基因表达。在GBM异种移植模型中，靶向LUCAT1可降低GSC维持，抑制肿瘤生长并延长动物存活。我们推荐将LUCAT1作为GBM的治疗靶点。
揭开缺氧之谜：LncRNA LUCAT1与HIF1α协同驱动胶质母细胞瘤
缺氧和胶质母细胞瘤干细胞（GSC）是驱动胶质母细胞瘤（GBM）进展和治疗抵抗的关键因素。缺氧环境通过缺氧诱导因子（HIF）促进GSC的维持。lncRNA是恶性肿瘤生物和病理功能的重要调节剂，但它们在缺氧环境中 对GSC 的维持作用尚不清楚。Huang等人最近在《Neuro-Oncology》发表的一项研究揭示了lncRNA肺癌相关转录本-1（LUCAT1）与HIF1α的协同作用可促进缺氧条件下GSC维持，从而促进GBM生长。
该研究作者首先通过分析公共GSC RNA测序和转录组数据筛选出LUCAT1 是与缺氧最相关的lncRNA，并且LUCAT1的表达与生存率呈负相关；随后通过细胞实验证实了HIF1α和NRF2对LUCAT1表达的正向调控作用。为验证LUCAT1在缺氧条件下维持GSC的机制，作者进行了RNA-seq、Western blot、免疫组织化学、co-IP、ChIP、ChIP-seq、RNA免疫沉淀和邻近连接试验，证明了LUCAT1是HIF1α转录及其靶向基因启动子的调节剂。LUCAT1是缺氧条件下GSC中HIF1α靶基因表达所必需的，并且它通过促进HIF1α转录复合物的形成和靶向HRE发挥作用。作者在原位GBM异种移植模型中进行了GSC活力、极限稀释试验和致瘤潜力试验，证实了靶向 LUCAT1会削弱GSC对缺氧的适应性，从而减少肿瘤生长并延长动物的存活期。
这些结果揭示了lncRNA在GSC中调节缺氧的新机制。本文作者认为，抑制LUCAT1表达，打破LUCAT1和HIF1α之间的正反馈回路可能是GBM的一种新治疗策略。但由于基因治疗目前的局限性，这种实验性治疗方法难以应用于临床环境中。
HIF1α/ATF3通过调节胶质母细胞瘤P4HA1/琥珀酸信号通路参与PGK1 K191/K192琥珀酸化
缺氧是胶质母细胞瘤（GBM）病理标志之一。本文章通过改变癌细胞的代谢来探讨促进肿瘤发生和癌症进展的机制。
通过CO-IP分析发现，低氧时，GBM细胞中HIF1α与其辅助因子p300/CBP相互作用增加，介导HIF1α与P4HA1启动子中缺氧反应元件的结合。P4HA1在缺氧时可触发上皮-间质转化促进GBM细胞的迁移和侵袭。利用ChIP和qRT-PCR证明了HIF1α在P4HA1启动子区域的潜在结合位点。说明缺氧可诱导HIF1α调节GBM中P4HA1的转录激活。使用多西环素诱导慢病毒ATF3质粒转染到U87MG和TBD0220细胞系发现，ATF3在P4HA1的启动子区域对p300/CBP亲和力更高。qRT-PCR检测显示，ATF3过表达后P4HA1 mRNA水平显著降低。ChIP分析证实，ATF3诱导可以通过增强HIF1α与GBM细胞中P4HA1启动子的结合，负向干扰HIF1α对P4HA1表达的调节作用。
通过qRT-PCR检测发现PTRF（转录释放因子）过表达对P4HA1 mRNA水平无显著影响。推测PTRF可能通过阻止P4HA1蛋白降解来调节P4HA1蛋白水平。使用溶酶体抑制剂氯喹（CQ）处理肿瘤细胞证明，PTRF诱导可以阻止胶质瘤细胞中P4HA1的溶酶体降解来保持P4HA1蛋白水平。使用环己亚胺（COX）追踪法检测P4HA1的稳定性发现PTRF上调可以延缓U87MG细胞和TBD0220细胞中P4HA1蛋白的降解，并延长P4HA1的半衰期，反之亦然。证实了PTRF通过调节自噬流调节P4HA1蛋白水平。
用指示性的siRNAs比较了人PTRF的KD效率和P4HA1的KD效率，并选择了siPTRF#1和siP4HA1#2作为最有效的siRNA。此外，我们将PTRF敲减的胶质瘤细胞置于缺氧条件下，结果显示，与敲减PTRF组相比，P4HA1在缺氧组仅略有改善，且蛋白水平远低于未处理组。表明PTRF对于P4HA1蛋白的稳定性是必要的，在缺氧条件下也是如此。与表达PTRF的组相比，P4HA1 KD组的HIF1α水平与对照组相似，证实PTRF是通过P4HA1调控HIF1α。通过qRT-PCR和WB检测发现，PTRF和P4HA1无法改变ATF3和p300/CBP的转录和蛋白水平。综合分析表明，ATF3可以通过调节P4HA1和PTRF来干扰HIF1α通路；而P4HA1则有助于激活HIF1α通路；这三种因素可能共同参与了同一条调节轴。
一些新兴的研究表明，HIF1α是促进Warburg式代谢（高糖酵解和低OXPHOS）的主要转录因子。在此，我们研究了PTRF和P4HA1在GBM代谢中的相似作用。使用seahorse分析法发现PTRF和P4HA1过表达的U87MG细胞的糖酵解率更高，反之亦然。PTRF或P4HA1过表达时，琥珀酸含量显著升高，PTRF或P4HA1过表达后，琥珀酸含量显著降低。用不同剂量的琥珀酸处理U87MG细胞发现，糖酵解速率随着琥珀酸浓度的增加而增加。同样，向PTRF或P4HA1缺失的TBD0220细胞补充琥珀酸也能持续恢复其糖酵解状态。表明P4HA1和琥珀酸盐对GBM细胞的有氧糖酵解起作用。与对照组相比，P4HA1缺失降低了肿瘤生长，提高了生存率，添加琥珀酸盐可以逆转对肿瘤生长抑制。说明琥珀酸盐也参与了肿瘤细胞的免疫应答途径。流式细胞术分析显示，P4HA1沉默可增强CD8+在肿瘤中的浸润。P4HA1缺失显著升高IFN-γ和GB水平。可以说，P4HA1/琥珀酸盐参与胶质瘤细胞的有氧糖酵解过程，可促进肿瘤生长，抑制GBM的免疫反应。
通过CO-IP分析GBM细胞中PGK1琥珀酰化氨基酸水平发现，P4HA1过表达可增加PGK1的赖氨酸琥珀酰化，P4HA1敲低则相反。LC-MS/MS分析证实了PGK1在K191和K192位点的双琥珀酰化。将K191/K192双突变为K191R/K192R（2KR）或K191Q/K192Q（2KQ），影响它们的电荷和P4HA1介导的琥珀酰化。CO-IP结果显示，与野生型（WT）相比，两种类型的双突变都消除了琥珀酰化水平。使用seahorse分析法显示，与PGK1载体相比，WT和突变体PGK1都能提高糖酵解率。通过琥珀酰化的蛋白免疫沉淀实验发现，加入琥珀酸盐可以有效提高WT组的琥珀酰化修饰水平，从而导致PGK1蛋白水平升高。然而，在补充琥珀酸盐后，没有两个关键赖氨酸残基的突变体组的琥珀酰化修饰水平相对于WT组没有增加。说明K191和K192是PGK1上至关重要的琥珀酰化位点，K191和K192的琥珀酰化增加了PGK1的活性，以支持糖酵解。CO-IP测定证实琥珀酸盐可增加PGK1的赖氨酸琥珀酰化修饰水平，降低PGK1赖氨酸残基中的泛素水平，抑制泛素-蛋白酶体系统对PGK1蛋白的降解。与WT变异相比，K191/192位点突变显著减弱了PGK1的泛素化。因此K191/192残基的琥珀酰化可通过抑制蛋白酶体依赖性降解来提高PGK1蛋白的稳定性。
ATF3过表达后，胶质瘤细胞的乳酸生成减少，而在ATF3过表达和P4HA1缺失的组合中，乳酸生成的减少更为显著。IF分析显示，ATF3上调小鼠的炎症细胞向肿瘤的浸润增加，ATF3上调和P4HA1缺失组显示IFN-γ和颗粒酶B（GB）水平升高，ATF3过表达增加IFN-γ和GB水平。结果表明ATF3过表达和P4HA1缺失同时存在降低了PGK1琥珀酰化修饰水平，破坏了肿瘤的发展。
我们的研究最终证明，HIF1α/ATF3参与了P4HA1/琥珀酰化信号通路，这是脑胶质瘤中乳酸合成和PGK1在K191和K192位点的琥珀酰化主要调节者。P4HA1/succinate途径可能是脑胶质瘤中有前途的新型有氧糖酵解靶点。
超级增强子驱动的LIF通过激活小胶质细胞中的ITGB2信号反馈促进胶质母细胞瘤的间质转化
胶质母细胞瘤（GBM）的间充质（MES）亚型受到癌细胞内在改变和细胞外相互作用的影响，但其潜在机制仍不明确。我们通过生信分析确定小胶质细胞的异质性。用Transwell实验、侵袭测定和肿瘤模型来确定基因功能和小分子抑制剂的作用。此外，还进行了RNA测序、染色质免疫共沉淀和双荧光素酶报告实验，以探索其潜在的调控机制。我们确定了肿瘤相关小胶质细胞（TAM）这一炎性小胶质细胞亚型，并发现其特异性基因ITGB2在胶质母细胞瘤（GBM）的间充质（MES）组织的TAM中高表达。从机制上讲，小胶质细胞中ITGB2的激活促进了STAT3的SH2结构域与ITGB2的胞浆结构域之间的相互作用，从而刺激了JAK1/STAT3/IL-6信号反馈，促进了GBM细胞的MES转化。此外，小胶质细胞通过小胶质细胞上的受体ITGB2与GBM细胞上的配体ICAM-1之间的相互作用与GBM细胞进行交流，而促炎细胞因子LIF会诱导ICAM-1分泌增加。进一步的研究表明，CDK7的抑制大大减少了SNW1对LIF超级增强子的募集，从而导致LIF的转录抑制。我们发现皂皂苷R1是一种新型LIF抑制剂，与替莫唑胺联合表现出协同作用。我们发现鹅掌楸苷R1是一种新型LIF抑制剂，与替莫唑胺联合使用可产生协同效应。我们的研究揭示了表观遗传学介导的GBM细胞与TAM的相互作用推动了GBM的MES转变，并为MES GBM患者提供了一种新的治疗途径。
胶质母细胞瘤（GBM）是最常见的原发性脑肿瘤，具有极差的预后，患者的中位生存期仅为12-15个月。尽管采用最大限度的手术切除结合放化疗等多种治疗手段，但GBM的复发仍然不可避免。研究表明，放疗可以诱导细胞衰老（TIS），而在GBM中，TIS的逆转可能是导致肿瘤复发的原因之一。因此，深入理解TIS逆转的机制对于开发新的治疗策略至关重要。
结果发现GBM中的残余衰老细胞（RS细胞）在经历放疗后表现出显著的内质网应激（ER应激）和PERK介导的未折叠蛋白反应（UPR）。研究表明，RS细胞通过分泌衰老相关分泌表型（SASP）因子，促进了周围细胞的衰老和DNA损伤。特别是，IL1β被识别为RS细胞分泌的主要细胞因子，其抑制可以延缓衰老逆转。此外，PERK的抑制不仅可以维持ER应激，还能诱导RS细胞的凋亡，从而防止肿瘤复发。
PERK介导的UPR在GBM的衰老逆转中起着关键作用，抑制PERK可以作为一种潜在的衰老治疗选项来对抗GBM的复发。PERK抑制剂在RS阶段的应用显示出显著的“衰老溶解”效果，能够有效消除残余的衰老细胞。本文研究者强调了TIS在GBM复发中的双重角色，既可以作为肿瘤抑制机制，也可能导致肿瘤的复发。研究揭示了SASP因子在衰老维持和肿瘤促进中的复杂作用，特别是IL1β的作用。此外，研究还探讨了ER应激与衰老之间的关系，指出PERK-ATF4-CHOP通路在RS细胞中的生存机制。通过对PERK的抑制，研究者展示了如何在不增加SASP的情况下维持衰老状态，从而为GBM的治疗提供了新的策略和方向。
一种新型EGFR变体EGFRx通过STAT5维持胶质母细胞瘤干细胞
A novel EGFR variant EGFRx maintains glioblastoma stem cells through STAT5
Wei Huangand others
Neuro Oncol. 2024 Jan 5;26(1): 85–99, doi.org/10.1093/neuonc/noad153
编译：王樑
低氧诱导的半乳糖凝集素-8通过自噬调节维持胶质瘤干细胞的特性
胶质瘤干细胞（GSCs）是胶质母细胞瘤（GBM）复发和治疗耐药的根本原因。在GSCs中，微环境中的低氧有助于干细胞特性的维持，进化上保守的自噬调节细胞的动态平衡以控制细胞数量。在低氧条件下，自噬调节在维持GSCs干细胞特性方面的确切作用仍不清楚。因此，我们对自噬调节和低氧之间的关系首先通过体外分析和验证进行了评估。我们利用胶质瘤数据库和临床标本检测GSCs和人GBM中半乳糖凝集素-8（Gal-8）的表达，并通过体内外遗传操作评价Gal-8在干细胞特性维持中的调控和作用。系统地研究了Gal-8在低氧条件下如何刺激自噬。我们发现低氧促进GSC的自噬以促进自我更新，半乳糖凝集素家族中的Gal-8特定参与并表达于低氧生态位内的GSCs。Gal-8在GBM中高表达，预测患者的存活率较低。抑制Gal-8可防止肿瘤生长并延长小鼠GBM模型的生存时间。Gal-8与溶酶体膜上的调节-RAG复合物结合，使mTORC1失活，导致下游TFEB发生核转位，启动自噬溶酶体的生物发生。因此，GSCs的存活和增殖活性得以维持。
胶质母细胞瘤干细胞的代谢分析：丙酮酸羧化酶是一个关键的生存因子和潜在的治疗靶点
胶质母细胞瘤（GBM）是一种高度侵袭性的肿瘤，治疗预后不良。表型和功能异质性是GBM治疗失败的关键特征。胶质母细胞瘤干细胞（GSC）被认为是肿瘤异质性、耐药和复发的主要驱动因素。然而，缺乏通用的GSC标记物对其进行识别和根除。
在这项研究中，旨在利用分子、代谢和表型研究患者来源的GBM培养物，以明确GSCs的特有代谢特征，从而明确GSCs依赖于丙酮酸羧化酶介导的代谢。此外，其遗传和药理抑制作用降低了GSC占比。最后，依托泊苷联合PC抑制治疗有望成为克服治疗耐药和提高GBM疗效的潜在策略。
结果如下：
1. GBM患者来源的原代培养中不同的分子特征和细胞状态。患者来源原代GBM培养物（PDCs）通常用于确定GBM的潜在临床前靶点。我们通过分析GSC占比和分子特征来研究PDCs中的GSC分子和细胞谱。我们发现所有的PDCs含有大约10%-20%能够自我更新的细胞。RNA测序显示基于TCGA分类的不同分子亚型。我们还根据Neftel等人最近定义的干细胞基因元模块评估了肿瘤细胞状态。特定肿瘤细胞状态的最高分对应于它们各自的TCGA亚型。总之，结果表明在试验培养的PDC内，分子亚型与细胞状态存在很大的异质性，并且两者之间缺乏相关性。
2.人细胞系GSC与原代PDC的共同特征。通过在神经基础培养基中培养，可以在人GBM细胞系细胞中观察到GSC。聚焦于U251细胞，我们观察到亲代U251培养物缺乏GSC（U251-GSCLO），而在神经基础培养基（U251-GSCHi）中培养时，16.5%±2.7%的细胞表现出GSC特征，与PDC相似。为了进一步研究人类细胞系GSC与PDC之间的关系，我们进行了3'SR RNA测序和聚类分析。无监督分层聚类和主成分分析表明，U251-GSCHi与PDC归聚为一类，而U251-GSCLO形成一个单独的聚类。研究结果表明，U251-GSCHi与PDCs具有相同的分子和功能特征，表明它们作为研究GSC行为的模型具有相关性。
3.GSC和非GSC细胞之间不同的代谢谱。为了探索GSC和非GSC之间的代谢差异，我们使用Seahorse技术对PDCs、U251-GSCHi和U251-GSCLO进行了全面分析。U251-GSCHi、TCGA-MES和TCGA-CL/PN PDCs与U251-GSCLO相比，表现出较低的糖酵解(ECAR)和氧消耗(OCR)率。因此，U251-GSCLO的葡萄糖消耗明显高于U251-GSCHi培养。我们研究了糖酵解丙酮酸的代谢，以了解葡萄糖在GSC和非GSC细胞中的利用。U251-GSCLO表现出较高的乳酸分泌，而U251-GSCHi以及TCGA-MES和TCGA-CL/PN PDCs则表现出较高的细胞内丙氨酸、柠檬酸盐和苹果酸盐水平。这些发现表明，U251-GSCLO主要依赖有氧糖酵解，而U251-GSCHI则利用糖酵解丙酮酸来维持线粒体代谢。
4.丙酮酸羧基化是GSC的主要代谢途径。U251-GSCHi利用糖酵解丙酮酸来维持线粒体代谢。进入线粒体后，丙酮酸可以通过丙酮酸脱氢酶（PDH）转化为乙酰辅酶A，也可以通过PC转化为草酰乙酸（OAA）。我们利用13C6-葡萄糖通量组学分析了柠檬酸同位素富集，以区分PDH和PC通量。为了证实PC活性确实与干性有关，而不是由于GSCHi和GSClo之间不同的培养条件，我们在不同葡萄糖浓度、各种生长因子以及2D和3D培养环境下评估了PC活性。我们的结果显示，这些条件对PC活动都没有显著影响。这些发现有力地支持了PC介导的丙酮酸羧化是GSCs利用的特定代谢途径，独立于实验环境的观点。
5.PC抑制损害GSC存活和自我更新。我们利用CRISPR-Cas9技术敲除PC基因，使U251-GSCHi中PC的表达和活性完全消失。令人惊讶的是，PC敲除导致U251-GSCHi中显著的细胞死亡。相比之下，U251-GSCLo不受PC敲除的影响。这些发现证明了PC在GSC存活和自我更新中的关键作用，并加强了不同GSC模型的一致性发现。
6.PC活性释放谷氨酰胺依赖的GSC。考虑到GSCs可能存在于缺氧环境中，我们研究了在营养限制条件下，PC是否参与肿瘤细胞的存活。由于PC参与糖酵解代谢，我们检测了谷氨酰胺限制后肿瘤细胞的存活情况。培养液中谷氨酰胺浓度降低导致U251-GSCLo死亡，而U251-GSCHi存活未受影响。PC敲除没有改变U251-GSCLO的增殖，但显著降低了U251-GSCHi在谷氨酰胺限制下的存活能力。研究结果表明，PC在使GSC摆脱谷氨酰胺依赖中起关键作用。
7.PC抑制克服了GSC对依托泊苷的耐药性。依托泊苷是一种靶向DNA拓扑异构酶II的化疗药物，依赖于线粒体逆转。为了研究PC抑制对依托泊苷敏感性的影响，我们在GSC模型中对PC进行了遗传或药理抑制。我们发现，基因敲除和药理学抑制PC均可恢复U251-GSCHi对依托泊苷的敏感性。当肿瘤不表达PC时，依托泊苷显著提高了小鼠的存活。研究结果表明，抑制PC可使GSCs对依托泊苷增敏，并有效克服依托泊苷耐药性。
综上所述，我们证明了PC活性与GSC代谢特异性相关，并且在正常细胞中几乎没有表达或使用。因此，它可能是一个潜在的治疗靶点。并且，将PC抑制与化疗药物依托泊苷联合使用可以延缓肿瘤在体内的进展，为提高GBM的治疗效果和克服治疗耐药开辟了新的策略。
SMYD2诱导PGC1α甲基化促进胶质母细胞瘤干细胞干性维持
SMYD2 induced PGC1α methylation promotes stemness maintenance of glioblastoma stem cells
Mengdie Li and others
Neuro Oncol. 2024 Sep 5;26(9): 1587–1601, doi: 10.1093/neuonc/noae090
编译：郜彩斌
肿瘤微环境中低水平的肿瘤坏死因子α可通过Vasorin介导的糖酵解维持胶质瘤干细胞的自我更新
A low level of tumor necrosis factor α in tumor microenvironment maintains the self-renewal of glioma stem cells by Vasorin-mediated glycolysis
Yang Zhang and others
Neuro-Oncology, Volume 26, Issue 12, December 2024, Pages 2256–2271, doi:10.1093/neuonc/noae147
编译：翟玉龙
初发和复发性胶质母细胞瘤的蛋白质代谢组学改变：凸显脂质代谢的变化和免疫细胞特征强化
多形性胶质母细胞瘤被认为是最具侵袭性的脑肿瘤，因此探索新的预后标志物和治疗靶点成为当务之急。我们迫切需要更好地了解胶质母细胞瘤（GBM）初次手术后复发进展的相关机制。使用以表型为重点的蛋白质组学和脂质组学，为探索肿瘤及其相关环境的分子进化提供了一种可行的方法。
在本研究中，收集匹配一组GBM患者的初发（iGBM）和复发（rGBM）手术切除肿瘤标本。对这些匹配标本进行了蛋白质组学和脂质组学分析。进而进行了中性粒细胞-GBM细胞共培养实验，以评估富集rGBM蛋白在肿瘤微环境中的作用。采用ELISA对候选蛋白进行定量，以检测其在iGBM中的血浆浓度与复发时间的关系。
组学研究结果显示，146个蛋白在rGBM和iGBM之间差异丰富，其中116个蛋白在rGBM中上调，30个蛋白下调；功能富集分析证实集中于五个主要的生物学通路，其中三种与中性粒细胞脱颗粒等免疫过程有关。这些蛋白的表达水平通过qPCR在一组独立的患者中进行评估。SYNM和GPNMB mRNA水平在rGBM中升高，这与通过定量蛋白质组学观察到的rGBM中较高的富集一致。确定复发GBM中ASAH1、SYNM和GPNBM上调，同时神经酰胺浓度降低。
共培养实验表明，当暴露于GBM细胞时，中性粒细胞胞外捕获网（NETs）中存在ASAH1。从GBM组织样本中分离细胞群，并定量测定每个细胞群上ASAH1的mRNA表达；可以观察到，ASAH1在CD14+细胞中特异性富集。这一结果表明，ASAH1在rGBM组织中的高表达主要由单核细胞和粒细胞驱动。Kaplan-Meier分析显示iGBM血浆中较高浓度的ASAH1和SYNM与复发时间（TTR）呈正相关。这项研究虽然是初步的和探索性的，但ASAH1和SYNM浓度对TTR的显著影响提示了这些蛋白标记物在术后随访方案中的潜在应用。
本研究是基于有限样本量的初步观察。然而，可以认为这些发现强化整合多种组学数据源，可以增加潜在治疗靶点的识别，有助于为rGBM患者制定个性化治疗策略。识别新的生物标志物和途径也可能有助于开发更有效的诊断和预后工具，这可能会改善患者的预后；最终更深入地了解这种危害严重的疾病。
HMGCL介导的组蛋白乙酰化代谢调节激活胶质母细胞瘤中的FOXM1/β-连环蛋白途径
Metabolic modulation of histone acetylation mediated by HMGCL activates the FOXM1/β-catenin pathway in glioblastoma
Yanfei Sun and others
Neuro Oncol. 2024 Apr 5;26(4):653–669, doi.org/10.1093/neuonc/noad232
编译：郭少春
胶质母细胞瘤微环境中反应性星形胶质细胞通过MCT1摄取致癌醋酸盐的可视化研究
反应性星形胶质细胞增生是多种脑部病变，包括神经退行性疾病和胶质母细胞瘤的标志。然而，引发这种增生的具体中间代谢产物仍不明确。近期，韩国Dongwoo Kim研究团队对此进行了深入研究，探讨了胶质母细胞瘤如何诱导其邻近微环境中的反应性星形胶质细胞增生，并探讨了利用¹¹C-乙酸PET成像技术检测这种增生的可能性。
醋酸盐是能量代谢的关键代谢物，已有研究证实¹¹C-醋酸盐，即醋酸盐的放射性示踪剂，可用于观察AD患者体内反应性星形胶质细胞的增生，并检测体内醋酸盐依赖的低级别肿瘤。该研究团队基于这些发现，开发了一种新的成像方法——¹¹C-醋酸盐PET成像，用于可视化神经胶质瘤患者脑内的反应性星形胶质细胞。相较于传统的MRI，该成像技术能够更准确地反映胶质瘤的病理分级，提供更清晰的肿瘤微环境（TME）划分，尤其是在MRI难以显示的反应性星形胶质细胞增生区域。此外，该技术还能反映手术预后程度，即¹¹C-醋酸盐摄取的体积越大，预后越差，对胶质母细胞瘤的诊断和治疗具有重要意义。
研究团队将¹¹C-醋酸盐PET成像与增强MRI计算的体积进行对比，结果显示，除了胶质母细胞瘤细胞外，其他细胞也可能摄取¹¹C-醋酸盐。通过检测及对比小鼠原代星形胶质细胞（AST）和几种人类胶质瘤细胞系（包括U87MG、U373MG、T98G和U87mt）对¹⁸F-醋酸盐的摄取，他们发现¹¹C-醋酸盐摄取的细胞来源很可能来自星形胶质细胞，而非肿瘤细胞。此外，对靶向胶质瘤活检组织的双免疫组化检测以及对GFAP阳性星形胶质细胞的Sholl染色形态学分析均表明，高¹¹C-醋酸盐摄取区域存在反应性星形胶质细胞增生，特别是在胶质母细胞瘤的肿瘤边缘。
进一步，研究团队在胶质母细胞瘤患者和动物模型中证实了醋酸盐摄取与反应性星形胶质细胞增生水平升高之间的关联，但这一结论在IDH1-mt胶质瘤患者和动物模型中并未得到证实。这提示了胶质母细胞瘤和IDH1-mt在诱导反应性星形胶质细胞增生方面可能存在不同的肿瘤来源分子因子。为了验证这一假设，研究团队将星形胶质细胞暴露于来自两种人类胶质瘤细胞的条件培养基（CM）中，发现U87MG-CM处理显著增加了MAO-B和MCT1的表达，而U87mt-CM处理则没有增加。此外，测量¹¹C-醋酸盐的摄取结果显示，U87MG-CM处理的星形胶质细胞比DMEM或U87mt-CM处理的星形胶质细胞摄取更高。在AST及患者来源的胶质母细胞瘤-ts模型中，MCT1基因沉默显著抑制了¹¹C-醋酸盐的摄取，表明MCT1对醋酸盐的摄取是必要的。这些结果表明，肿瘤来源的分子可诱导反应性星形胶质细胞增生，其对醋酸盐的摄取与MAO-B和MCT1的表达升高有关。
综上所述，胶质母细胞瘤与邻近反应性星形胶质细胞之间的关系可以概括为：胶质母细胞瘤细胞出现葡萄糖代谢障碍，导致肿瘤源性的醋酸盐生成增多。这些增多的醋酸盐通过与肿瘤周围高表达MCT1的星形胶质细胞结合，诱导反应性星形胶质细胞增生。增生的反应性星形胶质细胞通过释放生长因子（如白细胞介素-6、转化生长因子-β和胰岛素样生长因子1）以及激活基质金属蛋白酶-2（MMP2）来影响肿瘤细胞的增殖和侵袭。
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