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双重打击癌细胞!重庆大学胶质瘤新策或改写命运

首页 » 《转》译 6小时前 转化医学网 赞(2)
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导读
在多形性胶质母细胞瘤(GBM)的治疗中,经过替莫唑胺(TMZ)治疗后复发的肿瘤比原发肿瘤更具恶性,表现出更强的侵袭性和干性特征。然而,其潜在机制尚不清楚。

4月19日,重庆大学研究团队在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文,题为“Temozolomide promotes glioblastoma stemness expression through senescence-associated reprogramming via HIF1α/HIF2α regulation”,本研究中,研究人员对 miRNA 和 mRNA 序列进行基因集富集分析(GSEA)和 KEGG 通路分析,发现缺氧和 HIF1 信号通路被激活。研究显示,在替莫唑胺治疗期间和治疗后,HIF1α 和 HIF2α 的表达会发生波动。在替莫唑胺处理的 GBM 细胞中敲除 HIF1α 和 HIF2α 可减少衰老细胞和干细胞样聚集物的形成。这些发现对替莫唑胺治疗的有效性提出了挑战,表明其在诱导细胞衰老过程中的作用,从而导致复发性 GBM 的干细胞样特性和恶性程度增强。强调了 HIF1α 和 HIF2α 的调节作用,突出了防止衰老细胞形成以及抑制 HIF1α/HIF2α 表达对于改善治疗效果的必要性。


https://www.nature.com/articles/s41419-025-07617-w#Sec27

背景知识

 01 

替莫唑胺(TMZ)是胶质母细胞瘤(GBM)治疗中的基石药物,因其强大的细胞毒性作用,能诱导肿瘤细胞凋亡和坏死。然而,GBM 在接受替莫唑胺治疗后经常复发,复发的肿瘤表现出更强的侵袭性和化疗耐药性,这归因于其干细胞样特性的增强。尽管替莫唑胺能有效清除大部分 GBM 细胞,但仍有一小部分细胞存活下来,成为复发的种子。先前的研究表明,胶质瘤干细胞(GSCs)是复发性 GBM 的主要促成因素,因其具有强大的化疗耐药性。此外,之前的研究表明,低氧微环境可促使分化的 GBM 细胞去分化为干细胞样细胞。这引发了一个问题,即分化的 GBM 细胞是否也会在替莫唑胺的作用下,像在低氧环境中那样,增加干细胞样特性的表达,并进而获得干细胞样特征。

在 TMZ 暴露后,胶质母细胞瘤(GBM)细胞通常会通过细胞凋亡或坏死而死亡,但有一部分会进入衰老状态。细胞衰老的特征是细胞周期停滞,从而阻止细胞增殖,使细胞得以存活而不分裂。由 TMZ 引发的衰老已被广泛报道为一种肿瘤抑制机制。最近的证据表明,衰老可以通过多倍体化和有丝分裂旁路逆转,使衰老细胞得以逃脱并进行非典型分裂,最终重新出现时具有增强的干性、侵袭性和治疗耐药性。因此,衰老细胞可能会产生具有干性的新细胞,而由 TMZ 诱导的衰老可能会促使 GBM 细胞干性的表达增加,从而形成具有干细胞样特征的细胞。

经 TMZ 处理后形成的聚集物表现出增强的干性和侵袭性

 02 

研究人员对干性标志物的表达进行了评估。免疫荧光分析显示,在团块中以及从团块中再培养两周的悬浮细胞中,CD133、巢蛋白、Sox2 和 Klf4 的表达水平较高。流式细胞术分析表明,新形成的团块中 CD133 和 CD15 的水平更高。团块中的细胞在干细胞培养基(DMEM/F12 补充了表皮生长因子(EGF)、成纤维细胞生长因子 2(FGF2)和 B27)中培养,呈悬浮生长状态。


新形成的聚集细胞的特征,突出其干性和侵袭能力

此外,在替莫唑胺(TMZ)中培养两周的 CD133−CD15− 细胞表现出 CD133、巢蛋白(Nestin)、Sox2 和 Klf4 表达量的增加。蛋白质印迹分析显示,对照细胞中 CD133、CD15、巢蛋白、Sox2 和 Klf4 均无表达,而这些细胞在替莫唑胺暴露后其表达水平随时间推移而增加。新形成的聚集物也显示出这些标志物的高表达。对肿瘤组织进行蛋白质印迹分析发现,与未接受替莫唑胺治疗的小鼠相比,接受替莫唑胺治疗的小鼠中植入 CD133−CD15− 细胞的肿瘤组织中 CD133、CD15、巢蛋白、Sox2 和 Klf4 的表达水平升高。植入聚集细胞的小鼠也表现出这些标志物的高表达水平。

结论

 03 

总之,替莫唑胺(TMZ)治疗仅能短暂延缓胶质母细胞瘤(GBM)的复发,随后往往会出现快速进展,表现为恶性程度增加。本研究结果表明,暴露于替莫唑胺的分化型胶质母细胞瘤细胞会进入细胞衰老状态,表现为生长迟缓和代谢亢进。这些衰老细胞最终会分裂成具有更强干性、侵袭性、增殖能力降低和治疗抵抗性的新细胞,从而导致复发性胶质母细胞瘤恶性程度的增加。抑制衰老细胞的形成是临床的关键目标。清除这些细胞可以降低化疗耐药性和侵袭性,从而延长无复发生存期并改善患者预后。(转化医学网360zhyx.com)

参考资料:

https://www.nature.com/articles/s41419-025-07617-w#Sec27

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