单细胞“图谱”揭示了侵袭性脑肿瘤的起源

对老鼠的研究让百科全书充满了突破性的医学发现。但说到脑癌，这种小啮齿动物长期以来一直表现出基本的局限性。

其中包括:人类小脑的表面积是老鼠的750倍，所有这些都带有更多类型的神经元祖细胞这有助于胎儿的大脑在怀孕期间生长。这意味着，在人类大脑发育过程中，有许多问题是无法通过研究老鼠来发现的。

现在，由辛辛那提儿童医院(Cincinnati Children’s)专家领导的多国科学家团队开发了人类胎儿大脑发育的“地图集”，其详细描述了生长步骤，一直到单细胞水平上发生的变化。详情已于2011年11月30日公布自然．

调查人员说，这个地图集将是一个重要的资源大脑研究在未来的几年里。事实上，它已经打开了一扇门，有一天可能会改善生活。

“这项研究花费了40名专家近3年的时间才完成。他们的工作包括使用基因组科学中的几种最新技术进行数十个实验，以达到这一点，”辛辛那提儿童医院实验血液学和癌症生物学部门脑肿瘤中心科学主任、资深作者Qing Richard Lu博士说。“这是值得付出这么多努力的，因为这个新的地图引导我们找到了侵袭性成神经管细胞瘤治疗干预的靶点。”

一个细胞一个细胞地搜寻以确定杀手的出生

成神经管细胞瘤是生长迅速的恶性肿瘤，形成于大脑后部。在进一步造成伤害之前，它们通常会破坏平衡和精细运动技能。

总的来说，这类癌症的五年存活率约为72%。然而，大约27%的这种类型的癌症患者(最常见的是4到16岁的儿童)会发展为“第三组”侵袭性成神经管细胞瘤，5年生存率约为20%到30%。

现在，多亏了新的胎儿大脑图谱的数据，科学家们发现了一组产生第三组成神经管细胞瘤的祖细胞(制造其他类型细胞的细胞)。这种细胞群在老鼠的大脑中是罕见的，只是暂时存在于大脑中人类的大脑当一种类型的细胞在胎儿发育过程中变成另一种类型的细胞时。

研究小组通过比较来自发生肿瘤的脑组织和未发生肿瘤的脑组织的大量数据，发现了这些细胞。现在，他们已经定义了大脑生长过程中细胞形成的层次结构，以及在病理条件下，祖细胞形成新型脑细胞或肿瘤细胞时所遵循的轨迹或路径。

这些过渡时刻似乎至关重要。当健康的细胞形成偏离轨道时，胎儿大脑会生长出过多的细胞，一种叫做MYC的潜在致癌基因会被过度激活。这些细胞最终推动了肿瘤的形成。

细胞分析揭示了减缓肿瘤生长的可能途径

在确定这种新的祖细胞群是3组髓母细胞瘤的潜在根源后，研究小组再次转向小鼠模型，以了解新发现的祖细胞是否可以被攻击。他们发现，消除或大幅降低祖细胞中高度丰富的SOX11或HNRNPH1这两种基因中的任何一种的活性，都可以逆转由癌症驱动MYC基因的过度活性引发的肿瘤形成。

当给小鼠注射MYC水平高但缺乏这些基因的人类肿瘤细胞时，肿瘤生长受到抑制，动物存活时间更长。

“这是令人兴奋的，因为这些基因可能成为未来侵袭性成神经管细胞瘤治疗的潜在靶点，”Lu说。

下一个步骤

在小鼠模型上的早期成功代表了治疗之旅的第一步，这一旅程可能还需要数年时间才能产生一种治疗方法，以帮助未来被诊断患有这种侵袭性脑瘤的儿童。

开发一种检测这两种myc调节基因活性的测试，可以帮助识别临床中可能受益于更积极化疗的患者。Lu和他的同事们也开始了鉴定小分子化合物的工作，这些化合物可以靶向支持髓母细胞瘤侵袭性亚群的途径。

“虽然这项研究的重点是成神经管细胞瘤，但新的图谱将有助于加速对由健康早期大脑发育中断引起的其他疾病的理解，如自闭症、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、发育性阅读障碍和儿童小脑损伤，”Lu说。