胶质瘤发展过程:胶质瘤的发生发展及其生物学过程
胶质瘤发展过程:胶质瘤的发生发展及其生物学过程
胶质瘤是一种常见的脑肿瘤,其发生发展涉及复杂的分子机制和生物学过程。本文将从原癌基因激活和抑癌基因失活的角度,探讨胶质瘤的分子发病机制,并介绍胶质瘤干细胞(GSCs)和新生血管形成在肿瘤发展中的重要作用。
胶质瘤的分子机制
胶质瘤的发展关键在于各种原癌基因的激活和/或抑癌基因的失活。约30%~40%的胶质瘤是由抑癌基因p53突变引起的。p53功能失活会导致细胞失去G1检测点的控制,阻碍细胞凋亡,阻断细胞克隆增殖。同时,p53介导的DNA修复功能受损,导致基因组不稳定,促进新的基因突变,如p16/CDKN2或RB的缺失,或cyclind基因的扩张,可以增强胶质瘤的恶性表现。
如果10号染色体长臂PTEN/MMAC1等基因再次缺失或失活,将导致继发性GBM的形成。此外,表皮生长因子受体(EGFR)的基因扩张可能导致原发性GBM的形成,而不依赖p53失活。RELB原癌基因NF-κB亚基在高等级胶质瘤、间充质亚型和IDH1野生胶质瘤中增加,从而促进癌细胞的粘附、侵袭和增殖,控制细胞凋亡,使胶质瘤发展更快。此外,RELB还参与了身体的免疫反应,如促进树突状细胞的成熟和炎症的免疫耐受。相反,miRNA-139-5p控制了GBM细胞的迁移、侵袭和增殖,其表达水平可作为GBM的诊断依据。
胶质瘤发展过程
胶质瘤干细胞(GSCs)
胶质瘤中存在一种可以在体外克隆生长、在体内接种容易形成肿瘤的细胞,称为GSCs。虽然肿瘤中的GSCs含量很小,但与胶质瘤的发生、发展、耐药性和复发密切相关。GSCs具有自我更新、多分化潜力和体内肿瘤的特点。
研究表明,胶质瘤中存在GSCs。通过抗CD133磁珠从胶质瘤中分离出干细胞样细胞,在体外形成悬浮生长的神经球,在无血清的培养基中不断自我更新增殖,在条件下分化为表达神经元或胶质细胞标志的细胞。当移植到SCID小鼠身上时,少量的GSCs会长成胶质瘤,说明GSCs有很强的成瘤能力。
GSCs可以通过分泌各种促血管生成因子来促进肿瘤血管的形成,进而促进胶质瘤的生长。此外,GSCs可以增强肿瘤对放化疗的耐受性。放射治疗后,胶质瘤中GSCs的比例会增加,蛋白质Chk1和Chk2的表达会提高周期,增强细胞对DNA损伤的修复;GSCs表达高水平的药物转运蛋白BCRP1,增强肿瘤对替莫唑胺等化疗药物的耐受性。目前GSCs的来源还没有定论,需要进一步研究。
胶质瘤新生血管的形成
新生血管的形成是支持实体瘤恶性生长的必要条件,高级胶质瘤(四级)会出现明显的微血管增生。研究表明,肿瘤细胞释放多种促血管生成因子,如血管内皮生长因子(VEGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)等,作用于现有的血管内皮细胞,诱导后者增殖分化等变化,导致血管在原有的基础上通过出芽生长新的血管。
此外,肿瘤细胞本身的基因突变可以不依靠缺氧来刺激血管再生,如抑癌基因TP53的失活、PDGF受体的过度表达、细胞周期蛋白依赖性激酶4的基因变异,通过细胞内PI3K或MAPK通道诱导缺氧诱导因子,如抑癌基因TP53。