新方法通过“饥饿”脑瘤的能量来源来根除致命的脑瘤

特拉维夫大学的一项突破性研究有效地根除了胶质母细胞瘤，这是一种高度致命的脑癌。研究人员在发现大脑中支持肿瘤生长和存活的两种关键机制的基础上开发了一种方法，从而获得了这一结果:一种是保护癌细胞免受免疫系统的伤害，另一种是为肿瘤快速生长提供所需的能量。研究发现，这两种机制都是由一种叫做星形胶质细胞的脑细胞控制的，如果没有星形胶质细胞，肿瘤细胞就会死亡并被消灭。

该研究由博士生Rita Perelroizen领导，在Shmunis生物医学和癌症研究学院和Sagol神经科学学院Lior Mayo博士的监督下，与美国国立卫生研究院(NIH)的Eytan Ruppin教授合作。这篇论文发表在杂志上大脑并有特别的解说。

研究人员解释说:“胶质母细胞瘤是一种极具侵袭性和侵袭性的脑癌，目前尚无已知的有效治疗方法。的肿瘤细胞对所有已知疗法都有高度耐药性，而且，可悲的是，患者的预期寿命在过去50年里并没有显著增加。我们的研究结果为开发治疗胶质母细胞瘤和其他类型脑肿瘤的有效药物提供了有希望的基础。”

梅奥医生说:“在这里，我们从一个新的角度解决了胶质母细胞瘤的挑战。而不是专注于肿瘤我们关注的是它的支持性微环境，也就是肿瘤细胞周围的组织。具体来说，我们研究了星形细胞——一种支持正常大脑功能的主要脑细胞，大约在200年前被发现，因其星形而得名。在过去的十年里，我们和其他人的研究揭示了额外的星形胶质细胞减轻或加重各种脑部疾病的功能。显微镜下我们发现胶质母细胞瘤周围有活化的星形胶质细胞。基于这一观察，我们开始研究星形胶质细胞在胶质母细胞瘤肿瘤生长中的作用。”

使用一个动物模型研究人员发现，在星形胶质细胞存在的情况下，癌症会在4-5周内杀死所有患有胶质母细胞瘤的动物。他们使用一种独特的方法专门根除肿瘤附近的星形胶质细胞，观察到一个戏剧性的结果:癌症在几天内消失，所有接受治疗的动物都活了下来。此外，即使在停止治疗后，大多数动物都存活了下来。

梅奥医生说:“在没有星形胶质细胞的情况下，肿瘤很快就消失了，在大多数情况下，没有复发，这表明星形胶质细胞对肿瘤的进展和存活是必不可少的。因此，我们研究了潜在的机制:星形胶质细胞是如何从支持正常大脑活动的细胞转变为支持恶性肿瘤生长的细胞的?”

为了回答这些问题，研究人员比较了从健康大脑和胶质母细胞瘤肿瘤中分离出来的星形胶质细胞的基因表达。

他们发现了两个主要的区别，从而确定了胶质母细胞瘤对星形胶质细胞的影响。第一个变化是对胶质母细胞瘤的免疫反应。

肿瘤肿块包括高达40%的免疫细胞——大部分是从血液或大脑本身招募的巨噬细胞。此外，星形胶质细胞可以发送信号，召唤免疫细胞到大脑中需要保护的地方。在这项研究中，我们发现星形胶质细胞在胶质母细胞瘤肿瘤中继续发挥这一作用。然而，一旦被召唤的免疫细胞到达肿瘤，星形胶质细胞就会“说服”它们“改变立场”，支持肿瘤而不是攻击它。具体来说，我们发现星形胶质细胞改变了被招募的免疫细胞直接或间接攻击肿瘤的能力，从而保护了肿瘤，促进了它的生长，”梅奥博士说。

星形胶质细胞支持胶质母细胞瘤的第二个变化是通过调节它们对能量的获取——通过胆固醇的产生和转移到肿瘤细胞。梅奥医生:恶性胶质母细胞瘤细胞分裂迅速，这一过程需要大量能量。血液里的能量来源被阻断了血脑屏障他们必须从大脑本身产生的胆固醇中获取能量，即星形胶质细胞的“胆固醇工厂”，它通常为神经元和其他器官提供能量大脑细胞．我们发现肿瘤周围的星形胶质细胞增加胆固醇的产生并将其供应给癌症细胞．因此，我们假设，因为肿瘤依赖这种胆固醇作为其主要能量来源，消除这种供应将使肿瘤挨饿。”

接下来，研究人员改造了肿瘤附近的星形胶质细胞，使其停止表达一种运输胆固醇的特定蛋白质(ABCA1)，从而阻止它们向肿瘤释放胆固醇。再一次，结果是戏剧性的:由于无法接触星形胶质细胞产生的胆固醇，肿瘤基本上在短短几天内就“饿死”了。这些显著的结果是在动物模型和从人类患者身上提取的胶质母细胞瘤样本中得到的，并且与研究人员的饥饿假设一致。

梅奥博士指出:“这项研究为血脑屏障在治疗脑部疾病中的作用提供了新的视角。这种屏障的正常作用是通过阻止血液中的物质进入大脑来保护大脑。但在脑部疾病的情况下，这种屏障使得向大脑输送药物变得困难，被认为是治疗的障碍。我们的研究结果表明，至少在胶质母细胞瘤的特定病例中，血脑屏障可能对未来的治疗是有益的，因为它产生了一个独特的弱点——肿瘤依赖于大脑产生的胆固醇。我们认为这个弱点可以转化为一个独特的治疗机会。”

该项目还检查了来自数百名人类胶质母细胞瘤患者的数据库，并将其与上述结果相关联。研究人员解释说:“对于每一个病人，我们检查了中和癌症的基因表达水平免疫反应或者为肿瘤提供基于胆固醇的能量供应。我们发现，这些基因低表达的患者活得更长，从而支持了这一概念，即所识别的基因和过程对胶质母细胞瘤患者的生存很重要。”

梅奥医生总结道:“目前，消除肿瘤周围星形胶质细胞的工具可用于动物模型，但不能用于人类。现在的挑战是开发针对大脑中特定过程的药物星形胶质细胞促进肿瘤生长。另外，现有的药物可能被用来抑制本研究中发现的机制。我们认为，这项研究提供的概念性突破将加速在与艾滋病的斗争中取得成功胶质母细胞瘤．我们希望我们的研究结果将成为有效治疗这种致命脑癌和其他类型脑癌的基础大脑肿瘤。”

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