研究巨噬细胞-胶质瘤细胞作用为治疗PTEN阴性GBM提供新途径
美国安德森癌症中心癌症生物学部的Peiwen Chen等利用细胞模型、小鼠肿瘤模型和临床样本，探讨胶质瘤细胞的特定基因改变和影响肿瘤微环境的免疫成分，以及这种浸润的免疫细胞对胶质瘤细胞生长的影响，结果发表在2019年6月的《Cancer Cell》。
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【Ref: Chen P, et al. Cancer Cell . 2019 Jun 10;35(6):868-884.e6. doi: 10.1016/j.ccell.2019.05.003.】
研究背景
多形性胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM）是致命的原发性脑肿瘤，中位生存时间仅1年。基因组图谱定义GBM亚群，并确定核心信号通路的改变，包括RTK/RAS/PI3K/PTEN、p53/ARF/MDM2和RB/CDKN2A通路。PTEN、TP53、NF1、RB1、EGFR、PDGFRA和TP53基因突变分别对应间质亚型、经典亚型和神经元前型。过去40年的治疗方法未能改善患者生存，因此迫切需要找出有效的治疗策略。
浸润的间质细胞和免疫细胞是影响肿瘤进展的重要肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）的成分。美国安德森癌症中心癌症生物学部的Peiwen Chen等利用细胞模型、小鼠肿瘤模型和临床样本，探讨胶质瘤细胞的特定基因改变和影响肿瘤微环境的免疫成分，以及这种浸润的免疫细胞对胶质瘤细胞生长的影响，结果发表在2019年6月的《Cancer Cell》。
研究方法
基于癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）的基因集富集分析（gene set enrichment analysis，GSEA）和transwell迁移实验的结果发现，PTEN缺失或突变促进GBM中巨噬细胞的浸润（图1）。
图1. PTEN缺失或突变促进GBM内巨噬细胞的浸润。
利用SF763野生型（wild-type，WT）和SF763PTEN缺陷（PTEN-KO）细胞系，通过qRT-PCR、免疫印迹分析和transwell迁移实验，发现赖氨酰氧化酶（LOX）由PTEN缺陷的胶质瘤细胞大量分泌，是功能强大的巨噬细胞趋化因子（图2）。
图2. 赖氨酰氧化酶（LOX）在PTEN缺陷的胶质瘤细胞大量分泌。
采用GSEA、蛋白抑制剂、染色质免疫共沉淀（ChIP）-PCR等技术发现，在PTEN缺陷的胶质瘤细胞中，YAP1激活并通过SRC/AKT-YAP1调节LOX的表达（图3）。
图3. PTEN缺陷的胶质瘤细胞中YAP1激活并通过SRC/AKT-YAP1调节LOX。
利用Raw264.7和THP-1巨噬细胞系以及免疫共沉淀、流式细胞术和免疫荧光等技术发现，LOX激活β1整合素-PYK2信号通路，募集巨噬细胞（图4）。
图4. LOX激活β1整合素-PYK2信号通路，募集巨噬细胞。
研究结果
在各种GBM小鼠模型中，免疫组织化学、免疫荧光和生存分析等结果表明，药物或shRNA抑制LOX均可减少肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM）的募集、抑制肿瘤生长并延长生存期（图5）。
图5. 抑制LOX均可减少肿瘤相关巨噬细胞的募集、抑制肿瘤生长并延长生存期。
在细胞系、动物模型以及患者血液单核细胞和巨噬细胞标本中，药物或shRNA抑制LOX能够通过减少TAM来源的SPP1促进胶质瘤细胞凋亡，抑制血管生成。在GBM患者体内，应用GSEA和免疫组化等技术结果表明，巨噬细胞高水平与YAP1-LOX-β1轴激活表达一致。
结论
综上所述，对GBM模型的胶质瘤细胞的联合分析和功能研究证实，PTEN缺陷激活YAP1，后者直接上调LOX的表达。其作用机制为，分泌的LOX通过激活巨噬细胞中的β1整合素-PYK2通路，发挥强有力的巨噬细胞趋化因子作用。浸润的巨噬细胞分泌SPP1，维持胶质瘤细胞的生存并促进血管生成。在PTEN阴性的GBM模型中，LOX抑制能显著抑制巨噬细胞的浸润和肿瘤的进展。同样，对GBM患者，YAP1-LOX和β1整合素-SPP1信号与较高的巨噬细胞密度和较低的总存活率呈正相关。这种胶质瘤-巨噬细胞相互依赖的相互作用为PTEN阴性GBM提供治疗靶点。
组稿
陈灵朝 医师
复旦大学附属华山医院
编译
王乙茹 医师
上海长征医院
审校
陈灵朝 医师
复旦大学附属华山医院
终审
陈衔城 教授
《神外资讯》主编
复旦大学附属华山医院
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