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日本京都大學與東京大學利用人源iPS細胞製作腦腫瘤模式,查明兒童腦腫瘤病理

2019年03月13日 生物醫藥
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日本京都大學與東京大學組成的研發小組成功採用人源誘導性富潛能幹細胞(iPS細胞)製作了新型腦腫瘤模式。透過解析該模式,明確了兒童惡性腦腫瘤的病理,並針對其病因開發了新的冶癒戰略。

AT/RT(非典型畸胎瘤樣/橫紋肌樣瘤)多發於3歲以下的幼兒,尤其是1歲以下的嬰兒,是預後最差的腦腫瘤。此前一直不清楚爲何會成長這種腫瘤等,全球也無有效的冶癒方法。

此次研究明確了AT/RT預後不良的終極因數,並明確了瞄準終極因數的冶癒戰略。針對這種目前沒有有效冶癒方法的惡性腦腫瘤,確立了新的冶癒標靶。

另外,研發小組還發現,兒童常見的其他惡性腫瘤(神經母細胞瘤、腎母細胞瘤、肝母細胞瘤)也具有與AT/RT相同的特徵,這表示,此次提出的冶癒戰略對其他兒童期癌症的癌細胞也有效果。利用該研究成果,有望針對兒童易患的多種腫瘤開發出冶癒方法。

研究成果

1、利用人源iPS細胞製作兒童腦腫瘤(AT/RT)模式(圖1)

研發小組將SMARCB1基因突變添加到人源iPS細胞中,並移植到有免疫缺陷的小鼠腦内,從而使用人源細胞再現了AT/RT的病理。利用能分化成多種細胞的人源iPS細胞的特點,準備了分化狀態不同的細胞,實施了移植實驗,然後觀察在iPS細胞未分化的狀態下移植時小鼠腦内形成的腫瘤,觀察到了極具特點的橫紋肌細胞等,發現其具有AT/RT的特徵。由此,在全球首次成功利用人源細胞製作了AT/RT模式。

日本京都大學與東京大學利用人源iPS細胞製作腦腫瘤模式,查明兒童腦腫瘤病理

圖1:製作採用人源iPS細胞的兒童腦腫瘤(AT/RT)模式

2、查明兒童腦腫瘤患者預後不良的終極因數

研發小組調查了能否在實際患者的樣本中發現富潛能幹細胞樣的基因表現。以前有研究顯示,成年人發生的預後較差的腦腫瘤(神經膠質母細胞瘤)中也能看到富潛能幹細胞樣的基因表現。此次發現,在AT/RT患者的樣本中,這種基因表現比神經膠質母細胞瘤還要高(圖2)。另外還應答,兒童常見的其他惡性腫瘤(神經母細胞瘤、腎母細胞瘤、肝母細胞瘤)中也能看到這種富潛能幹細胞樣的基因表現。

日本京都大學與東京大學利用人源iPS細胞製作腦腫瘤模式,查明兒童腦腫瘤病理

圖2:AT/RT的富潛能幹細胞樣基因表現較高

3、確定兒童腦腫瘤惡性終極因數的新冶癒標靶(圖3)

研發小組計劃開發一種新的AT/RT冶癒方法,以AT/RT中的特徵性富潛能幹細胞樣基因表現爲標靶。透過研究發現,利用能破壞RAD21基因和EZH2基因、或抑制這些基因發揮功能的藥物進行處理,就能抑制富潛能幹細胞樣基因表現,而且還可抑制AT/RT細胞的繁殖。另外,這種方法在其他兒童惡性腫瘤——神經母細胞瘤中也能抑制細胞繁殖。

日本京都大學與東京大學利用人源iPS細胞製作腦腫瘤模式,查明兒童腦腫瘤病理

圖3:確定兒童腦腫瘤的新冶癒標靶

文 JST客觀日本編輯部

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