来自麻省总医院和哈佛医学院的研究人员在《Cell》杂志上发表了一项重要研究,题为“Targeting Placental Growth Factor/Neuropilin 1 Pathway Inhibits Growth and Spread of Medulloblastoma”。该研究揭示了儿童常见脑瘤——髓母细胞瘤的病理新机制,发现胎盘生长因子(PlGF)及其受体神经纤毛蛋白-1(Nrp1)在肿瘤发生和发展中起关键作用,为开发新疗法提供了新思路。
领导这项研究的是麻省总医院的Rakesh K. Jain博士,他于2009年当选美国科学院院士。Jain博士最初是一名化学工程师,后转行进入肿瘤学领域。他在特拉华大学攻读化学工程研究生时,被已故病理生理学家Pietro M. Gullino博士引荐,首次在肿瘤学领域做出惊人发现:用于杀伤肿瘤细胞的药物实际上从未到达目标细胞。今年,Jain博士荣获美国临床肿瘤学会(ASCO)2012年度肿瘤科学奖。
髓母细胞瘤是一种始于小脑的高度恶性肿瘤,约占所有儿童脑瘤的20%,是儿童最常见的恶性脑肿瘤。目前的标准治疗包括手术、放疗和化疗联合治疗,整体存活率约为70%。然而,由于肿瘤本身和治疗的持续影响,大多数幸存者无法独立生活。
在这项研究中,研究人员发现,在大多数髓母细胞瘤亚型中,肿瘤细胞会表达胎盘生长因子(PlGF)。此外,PlGF的受体——神经纤毛蛋白-1(Nrp1)的高表达与患者整体存活率低密切相关。这表明PlGF和Nrp1参与的信号通路对髓母细胞瘤的生长至关重要,相关蛋白可能成为治疗这种儿童癌症的新靶点。
进一步研究发现,PlGF并非由癌细胞直接产生,而是由小脑间质细胞产生。具体机制是:肿瘤衍生的Shh蛋白(sonic hedgehog)诱导附近的基质细胞表达PlGF,随后PlGF与癌细胞上的Nrp1受体结合,促进肿瘤发生和发展。这种由Shh、PlGF和Nrp1介导的肿瘤-基质相互作用,为靶向PlGF/Nrp1通路的新型治疗方法提供了理论基础。
关于髓母细胞瘤的遗传背景,去年达纳法伯儿童医院癌症中心的研究人员利用下一代测序技术,对92名患者的肿瘤进行了全外显子组测序。结果显示,体细胞突变频率极低,仅为成人癌症的1/10至1/100。突变集中在四种分子亚型中,大多数基因(88%)只突变一次,仅12种基因在多个肿瘤中发生突变,表明髓母细胞瘤具有高度遗传异质性。这种低突变率和信号调控基因突变的重要性,是儿童肿瘤的两个新兴遗传主题。