北儿神外周刊
第27期
神外前沿讯,-05-01加拿大多伦多大学的MichaelD.Taylor研究组与多个研究组合作在《Nature》上发表了Childhoodcerebellartumoursmirrorconservedfetaltranscriptionalprograms(儿童小脑肿瘤再现保守的胎儿转录谱)
摘要
研究小脑肿瘤的起源和发展总是被小脑细胞在分化的过程中的变化的复杂性和异质性妨碍。研究者使用单细胞转录组学来研究发育中的小鼠小脑的超过个细胞,并展示出儿童期小脑肿瘤的不同分子亚型反映出的来自不同的、特定时间的细胞系的细胞转录组情况。SHH型髓母细胞瘤亚型在转录学上反映颗粒细胞体系,而Group3型髓母细胞瘤与Nestin阳性干细胞相似,Group4型髓母细胞瘤与unipolarbrushcells(单极刷状缘细胞)(UBCs)相似,PFA/PFB室管膜瘤和小脑毛细胞星形细胞瘤与产前胶质元祖细胞(prenatalgliogenicprogenitorcells)相似。此外,人类儿童期小脑肿瘤的单细胞转录组学表明了许多大体积肿瘤包含了不同分化程度的混合细胞群。研究者的数据强调了小脑肿瘤是大脑早期发育的扰乱者,并且提供了早期儿童小脑肿瘤发病高峰一个最近似的解释。
正文
儿童脑肿瘤在后颅窝最常见,尤其是髓母细胞瘤、室管膜瘤和毛细胞星形细胞瘤最常见的部位--小脑。小脑肿瘤目前仍没有特殊的治疗。它们几乎没有躯体突变驱动基因,妨碍了对它们的生物学行为的理解,导致靶向治疗落后于其他主要癌症。
髓母细胞瘤目前公认为包含四种分子亚型,SHH髓母细胞瘤,Group3髓母细胞瘤和Group4髓母细胞瘤被认为起源于小脑,而WNT髓母细胞瘤来自发育中的脑干的lowerrhombiclip。
尽管SHH髓母细胞瘤被认为起源于颗粒细胞前体(GCPs),但仔细检查完全发育的SHHMB发现该细胞群展示了不同程度的分化和生长能力,反映出GCP系发育过程中在时间维度上的演变。其他的髓母细胞瘤分子亚型在时间维度上的发育程度仍不清楚。
室管膜瘤可发生在全身神经系统,但在小脑部位被认为只局限有两个变异体,PFA和PFB,同时被认为起源于区域性放射状胶质样细胞(regionalradialglial-likecells)。髓母细胞瘤和室管膜瘤的分子亚型已经通过转录组学和DNA甲基化类型技术描述了,两者都被认为可以反映出细胞的起源。
小脑是由许多不同细胞类型组成的。GABA氨基能神经元(包括Purkinje细胞和不同的中间神经元)起源于脑室区。而谷氨酸能神经元(包括小脑核,内层颗粒细胞层和单极刷状缘细胞)起源于upperrhombiclip(URL)。小脑胶质细胞(包括放射状胶质细胞,星形细胞和Bergmann胶质细胞)也是起源于脑室区的干细胞,这些干细胞在出生后的小脑皮质中依然能产生增殖前体细胞。最近单细胞测序技术的发展允许在小脑发育过程中建立“细胞脚手架”(cellularscaffold),不同的发育等级体系的转录物组可以在不同的时间得到确定,然后和儿童期小脑肿瘤的转录物组作对比。
识别出在小脑发育过程中能反映小脑肿瘤转录组的时间上和特定谱系的细胞群,可以搞清楚肿瘤细胞起源,因为转录组的相似性可以被理解为较好的证据证明细胞起源。研究者希望可以发现小脑肿瘤发育中缺少的检查点(checkpoints),发展临床相关小鼠模型,并且直接对比肿瘤细胞和正常细胞转录组可以发现转录组中肿瘤相关的变化。