Cell：光遗传学揭示脑瘤的惊人秘密

来源：生物通   发布者：张荐辕   日期：2015-04-24  

高级别胶质瘤是一种相当致命的脑瘤，其生存率近三十年来几乎没有得到改善。斯坦福大学医学院的一项最新研究表明，大脑皮层的神经活性有助于高级别胶质瘤的生长。 研究人员将侵袭性的人类脑瘤移植到小鼠大脑，构建了高级别胶质瘤模型。这项研究首次向人们展示，大脑活性能够刺激肿瘤生长，相关论文发表在四月二十三日的Cell杂志上。 一个器官的基本功能居然会驱动肿瘤生长，这是极为罕见的，文章的资深作者Michelle Monje博士说。“我们不认为呼吸会促进肺癌生长，胆汁生产会促进肝癌生长。但研究表明，大脑功能的确会推动脑癌的发展。” 关键性蛋白 高级别胶质瘤分为好几种类型，它们起源于大脑的不同区域，但都会波及大脑皮层。而大脑皮层是我们感知世界、形成思维和使用语言的地方。 研究人员发现，在大脑皮层的神经元活性与肿瘤生长之间，蛋白neuroligin-3起到了关键性作用。虽然不同高级别胶质瘤有着不一样的分子和遗传学特征，但neuroligin-3对它们起到了类似的影响。（延伸阅读：PNAS：华人科学家揭开脑瘤细胞永生的秘密） “看到一个微环境因子能够影响不同高级别胶质瘤，令我们感到非常惊讶，”Monje说。在健康组织中，neuroligin-3负责引导突触的形成和活性，对大脑的可塑性很重要。 光遗传学刺激 将光敏蛋白插入特定神经元，然后用光将其激活，这就是光遗传学技术。研究人员将光敏蛋白引入小鼠的大脑皮层，然后植入人类的高级别胶质瘤细胞。他们将小鼠分为两组，实验组用光激活肿瘤附近的神经元，对照组不激活神经活性。研究显示，神经活性促进了肿瘤的增殖和生长。这也是人们首次发现，脑瘤能够以神经活性为食。 研究人员在小鼠的大脑切片中鉴定了促进肿瘤细胞增殖的分泌因子，neuroligin-3。研究显示，这种蛋白的确可以在体外刺激肿瘤生长。此外，研究人员还在Cancer Genome Atlas数据库中检索了neuroligin-3。结果表明，高级别胶质瘤中neuroligin-3活性高，与患者的生存期短有关。 这项研究为人们揭示了治疗高级别胶质瘤的新途径。在理论上，降低神经活性可以延缓脑瘤生长，但这样做显然并不实际。更好的办法是特异性阻断neuroligin-3对脑瘤的刺激，比如通过药物阻止蛋白分泌到癌细胞附近的区域。

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