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研究人员研究脑癌细胞如何获得对辐射的抵抗力

编辑:INC | 发布时间:2020-05-25 13:56:52 |

  明尼苏达大学(University of Minnesota)的研究人员发现,癌细胞在逃避辐射致死效应时也有类似的表现。他们的研究成果发表在5月份的《EBiomedicine电子生物医学》杂志上。

脑癌

  放射疗法是治疗致命脑癌、胶质母细胞瘤的标准疗法的关键组成部分;然而,这种疗法很少能治愈。尽管胶质母细胞瘤细胞的生长经常受到辐射的阻碍,但几乎所有接受治疗的患者都不可避免地会恢复肿瘤的生长。

  了解癌细胞如何获得对辐射的抵抗,为如何战胜脑癌指明了前进的道路。

  为了了解胶质母细胞瘤是如何对放疗产生耐药性的,陈带领的研究小组收集了放疗前后患者的临床胶质母细胞瘤样本,并比较了microRNAs的水平。MicroRNA是一类小的RNA细胞,它控制着细胞产生多少蛋白质,最终决定着细胞的功能。

  “MicroRNA在细胞命运中扮演着如此关键的角色,以至于它的发现在2006年获得了诺贝尔生理学或医学奖,”研究人员表示。

  尽管大多数microRNA的水平在放射治疗后保持不变,陈的团队发现了一小部分,最显著的是一种名为miR-603的microRNA,在放射治疗后降低了。通过使用大量实验模型,研究小组随后发现,胶质母细胞瘤细胞就像一架垂直上升倾倒货物的飞机一样,在放射治疗后会抛弃miR-603。结果,胶质母细胞瘤细胞增加了对辐射不敏感的蛋白质的产生。

  “癌细胞将miR-603包入称为外泌体或细胞外囊泡的囊泡中。这些小泡促进了细胞间的交流。”“我们早就认识到这些囊泡对受体细胞有深远的影响。我们的研究是第一个证明microRNAs的分泌,通过这些囊泡,影响分泌细胞的行为。”

  这项研究的发现提出了一种新的治疗策略,可能会使研究人员更接近于治愈胶质母细胞瘤。“如果我们引入大量的miR-603来压倒癌细胞输出它们的能力,我们就增加了辐射对肿瘤的杀伤作用,”研究人员说。这种传递可以通过基因治疗或纳米颗粒平台实现。我们正在迅速开发这些药物,以便在不久的将来在临床试验中使用。”

  儿童胶质母细胞瘤治疗:国际知名儿童神外专家Rutka教授分享分子靶向治疗前沿

  INC国际神经外科医生集团旗下世界神经外科顾问团(WANG)成员James T.Rutka教授是加拿大神经外科知名医生,曾荣获2016年“加拿大更佳医生”称号。Rutka教授在儿科外科手术、脑瘤分子生物学、癫痫手术和外科手术教育杂志上发表了逾500篇文章。他还与神经外科知名专家合著以及修订教材级别书籍,对神经外科领域的发展做出重大的贡献,且在2013年担任世界神经外科知名杂志《Journal of Neurosurgery》主编,其对神经外科医生的研究具有指导性作用。Rutka教授在该杂志上公布的胶质瘤前沿疗法靶向治疗引发了各方关注。

  聚焦超声(FUS)BBB破坏是一种通过局部、可逆和安全的BBB破坏增强治疗药物进入大脑的新策略。与其他常规BBB干扰方案相比,FUS干扰BBB的一个独特优点是选择性和区域性的通透性增加,从而增强了脑内的局部传递.这项技术需要经颅传送低频超声波,最终导致血脑屏障(Bbb)破裂。通常情况下,压力幅值小于1 mpa的10 ms的超声波曝光通常在频率为1hz的情况下重复20-30 s。通过使用低频率,永久性组织损伤的机会被最小化。这项技术可与磁共振成像结合使用,既可用于靶向目的,也可用于记录局灶性血脑屏障破裂,其表现为区域对比渗出。静脉注射脂质包封的全氟化碳微气泡(直径~1-5μm)的加入进一步降低了BBB中断的频率阈值,从而使用的频率更低、更安全。十年前首次成功地证明了微泡辅助FUS破坏Bbb的可行性。在没有微气泡的情况下,FUS Bbb破坏效应并不明显,因为声功率要低两个数量级。当微气泡穿过毛细血管时,根据超声输入,它们会膨胀和崩塌。假设FUS会引起毛细壁的振荡和微气泡的浓缩,这反过来又会产生机械力,从而导致Bbb的开孔。此外,在没有血管损伤的情况下,微泡会发出与Bbb破裂高度相关的声音信号,这表明声学信号可以作为安全的替代物。对Bbb的FUS破坏的安全性有很好的记录,其整体影响是短暂的和可逆的,没有明显的神经元损伤。

儿童胶质母细胞瘤

图:BBB破裂后增强血脑屏障传递的原理图。FUS提供低频超声波,引起微泡的机械振荡,导致内皮细胞(EC)紧密连接中断,导致血脑屏障(BBB)对药物的通透性增强。

  然而,基因治疗在其他类型的癌症,包括黑色素瘤、肝细胞癌和头颈部鳞状细胞癌中显示出显著的抗癌作用,这表明基因治疗在GBM治疗方案中仍有很大的潜力。此外,现在有多种选择,包括更复杂的系统涉及结合自杀基因或溶瘤病毒疗法与免疫或肿瘤抑制基因,选择性复制病毒,和非病毒载体。当病毒基因治疗与其他治疗方式,如先进的放射治疗和分子靶向治疗一起使用时,可能会比单独使用病毒制剂更有效。例如,脑放疗可以破坏血脑屏障,促进病毒的传播。在GBM患者的临床基因治疗研究中,患者安全似乎不是一个重要的问题。虽然还没有开发出理想的载体,但未来的GBM治疗很可能包括多模式治疗,以研究改进的基因治疗与当前放疗和化疗方案之间的协同关系。随着基因治疗领域的发展,基因治疗在GBM治疗中的应用将成为支持手术、放疗、化疗治疗方案的一个越来越有前景的研究领域。

  James T.Rutka教授目前是INC国际神经外科医生集团旗下组织世界神经外科顾问团(WANG)成员。作为一个由多位世界闻名的神经外科教授自发组织成立的世界神经外科顾问团(WANG),其旗下成员均由世界神经外科联合会(WFNS)及各国神经外科协会主席级别的教授组成。他们分别代表美国、欧洲、日本乃至全世界至高的神经外科水平,分别任职各自领域的世界相关协会主席。INC一直致力于中外神经外科技术的交流、合作、促进和提高,同时针对中国有需要的脑胶质瘤、脊髓肿瘤、脑血管畸形病变、动脉瘤等神经外科特别疑难手术病例,提供国际治疗咨询与协调服务。

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