特拉维夫大学的一项开创性研究有效地根除了胶质母细胞瘤，这是一种高度致命的脑癌。
研究人员使用他们开发的一种方法取得了这一结果，该方法基于他们发现大脑中支持肿瘤生长和存活的两个关键机制：一种保护癌细胞免受免疫系统的影响，而另一种则提供快速肿瘤生长所需的能量。研究发现，这两种机制都由称为星形胶质细胞的脑细胞控制，并且在没有它们的情况下，肿瘤细胞死亡并被消除。
该研究由博士生丽塔·佩雷尔罗伊森(Rita Perelroizen)领导，在什穆尼斯生物医学与癌症研究学院和萨戈尔神经科学学院的Lior Mayo博士的监督下，与国立卫生研究院(NIH)的Eytan Ruppin教授合作。这篇论文发表在科学杂志《大脑》上，并附有特别评论。
研究人员解释说：“胶质母细胞瘤是一种极具侵袭性和侵袭性的脑癌，目前尚无已知的有效治疗方法。肿瘤细胞对所有已知的疗法都具有高度耐药性，可悲的是，在过去的50年中，患者的预期寿命并没有显着增加。我们的研究结果为开发治疗胶质母细胞瘤和其他类型的脑肿瘤的有效药物提供了有希望的基础。
梅奥博士：“在这里，我们从一个新的角度应对胶质母细胞瘤的挑战。我们没有关注肿瘤，而是关注其支持性微环境，即肿瘤细胞周围的组织。具体来说，我们研究了星形胶质细胞 - 一类支持正常脑功能的主要脑细胞，大约在200年前被发现，并以其星形命名。在过去的十年中，我们和其他人的研究揭示了额外的星形胶质细胞功能，可以缓解或加重各种脑部疾病。在显微镜下，我们发现活化的星形胶质细胞包围着胶质母细胞瘤肿瘤。基于这一观察结果，我们开始研究星形胶质母细胞瘤肿瘤生长中的作用。
使用动物模型，他们可以消除肿瘤周围的活动星形胶质细胞，研究人员发现，在星形胶质细胞的存在下，癌症在4-5周内杀死了所有患有胶质母细胞瘤肿瘤的动物。他们应用一种独特的方法来特异性地根除肿瘤附近的星形胶质细胞，观察到一个戏剧性的结果：癌症在几天内消失，所有接受治疗的动物都存活了下来。此外，即使在停止治疗后，大多数动物也存活了下来。
梅奥博士说：“在没有星形胶质细胞的情况下，肿瘤迅速消失，在大多数情况下，没有复发 - 表明星形胶质细胞对肿瘤的进展和生存至关重要。因此，我们研究了潜在的机制：星形胶质细胞如何从支持正常大脑活动的细胞转化为支持恶性肿瘤生长的细胞?为了回答这些问题，研究人员比较了从健康大脑和胶质母细胞瘤肿瘤中分离出来的星形胶质细胞的基因表达。
他们发现了两个主要区别 - 从而确定了星形胶质细胞瘤暴露时星形胶质细胞瘤所经历的变化。第一个变化是对胶质母细胞瘤的免疫反应。梅奥博士说：“肿瘤肿块包括高达40%的免疫细胞 - 主要是从血液或大脑本身招募的巨噬细胞。此外，星形胶质细胞可以发送信号，召唤免疫细胞到大脑中需要保护的地方。在这项研究中，我们发现星形胶质细胞细胞在胶质母细胞瘤肿瘤的存在下继续发挥这一作用。然而，一旦被召唤的免疫细胞到达肿瘤，星形胶质细胞就会“说服”它们“改变侧面”并支持肿瘤，而不是攻击它。具体来说，我们发现星形胶质细胞改变了招募的免疫细胞直接和间接攻击肿瘤的能力 - 从而保护肿瘤并促进其生长。
星形胶质细胞支持胶质母细胞瘤的第二个变化是通过调节它们对能量的获取 - 通过胆固醇的产生和转移到肿瘤细胞。梅奥博士：“恶性胶质母细胞瘤细胞迅速分裂，这一过程需要大量的能量。通过获得被血脑屏障阻挡的血液中的能量来源，他们必须从大脑本身产生的胆固醇中获得这种能量 - 即星形胶质细胞的“胆固醇工厂”，通常为神经元和其他脑细胞提供能量。我们发现肿瘤周围的星形胶质细胞增加了胆固醇的产生并将其供应给癌细胞。因此，我们假设，因为肿瘤依赖于这种胆固醇作为其主要的能量来源，消除这种供应将使肿瘤挨饿。
接下来，研究人员设计了肿瘤附近的星形胶质细胞，以停止表达运输胆固醇的特定蛋白质(ABCA1)，从而阻止它们将胆固醇释放到肿瘤中。结果再次是戏剧性的：由于无法获得星形胶质细胞产生的胆固醇，肿瘤在短短几天内基本上“饥饿”致死。这些显着的结果是在动物模型和从人类患者身上采集的胶质母细胞瘤样本中获得的，并且与研究人员的饥饿假说一致。
梅奥博士指出：“这项工作为血脑屏障在治疗脑部疾病中的作用提供了新的线索。这种屏障的正常目的是通过防止物质从血液进入大脑来保护大脑。但是在脑部疾病的情况下，这种障碍使得向大脑输送药物具有挑战性，并被认为是治疗的障碍。我们的研究结果表明，至少在胶质母细胞瘤的特定情况下，血脑屏障可能对未来的治疗有益，因为它产生了一个独特的脆弱性 - 肿瘤对脑产生的胆固醇的依赖。我们认为这种弱点可以转化为独特的治疗机会。
该项目还检查了数百名人类胶质母细胞瘤患者的数据库，并将其与上述结果相关联。研究人员解释说：“对于每个患者，我们检查了基因的表达水平，这些基因要么中和免疫反应，要么为肿瘤提供基于胆固醇的能量供应。我们发现，这些已鉴定基因表达低的患者寿命更长，从而支持了这样一种观点，即所鉴定的基因和过程对胶质母细胞瘤患者的生存很重要。
梅奥博士总结道：“目前，消除肿瘤周围星形胶质细胞的工具在动物模型中可用，但在人类中不可用。现在的挑战是开发靶向星形胶质细胞中促进肿瘤生长的特定过程的药物。或者，现有药物可以重新用于抑制本研究中确定的机制。我们认为，本研究提供的概念突破将加速对抗胶质母细胞瘤的成功。我们希望我们的研究结果将成为开发这种致命脑癌和其他类型的脑肿瘤的有效治疗方法的基础。
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