Combinations of genetic mutations in the adult neural stem cell compartment determine brain tumour phenotypes

doi:10.1038/emboj.2009.327

.2010年1月6日；29(1):222-35.

doi:10.1038/emboj.2009.327。 Epub 2009年11月19日。

成人神经干细胞室基因突变组合决定脑瘤表型

托马斯·S·雅克¹, 亚历山大·斯韦尔斯, 莫妮卡·布尔佐夫斯基, 尼科·V·亨里克斯, 杰奎琳·M·莱尼汉, 扎曼·米尔扎德, 凯瑟琳·奥马利, 海克·诺曼, 阿图罗·阿尔瓦雷兹·布伊拉, 塞巴斯蒂安·布兰德纳

附属公司

PMID： 19927122
预防性维修识别码：项目经理2808375
内政部： 10.1038/emboj.2009.327

成人神经干细胞室基因突变组合决定脑瘤表型

托马斯·S·雅克等。欧洲工商管理硕士J. 2010.

.2010年1月6日；29(1):222-35.

doi:10.1038/emboj.2009.327。 Epub 2009年11月19日。

作者

附属

¹英国伦敦大奥蒙德街医院UCL儿童健康研究所和组织病理学系神经发育科。

PMID： 19927122
预防性维修识别码：项目经理2808375
内政部： 10.1038/emboj.2009.327

摘要

有人认为，先天性脑肿瘤起源于出生后大脑脑室下区的神经干/祖细胞群。然而，初始基因突变对表型的影响以及成熟星形胶质细胞对脑瘤形成的贡献仍不清楚。我们删除了成人脑室下干细胞中的Rb/p53、Rb/p53/PTEN或PTEN/p53；外周神经移植干细胞；成熟的实质性星形胶质细胞和移植的星形胶质细胞。我们发现，只有干细胞，而不是星形胶质细胞，会引起脑肿瘤，与它们的位置无关。这表明一种细胞自主机制可以使干细胞产生脑肿瘤，而成熟的星形胶质细胞不会在成人中形成脑肿瘤。PTEN/p53的重组导致胶质瘤，而Rb/p53或Rb/p53/PTEN的缺失导致原始神经外胚层肿瘤（PNET），这表明初始Rb丢失在推动PNET表型中起着重要作用。我们的研究强调了干细胞的重要作用以及初始基因突变在脑瘤发病机制和表型中的相关性。

PubMed免责声明

利益冲突声明

提交人声明他们没有利益冲突。

数字

图1
心室内注射腺病毒靶向室管膜壁深层的薄层，包括祖细胞。(A类)ROSA26冠状切面^洛克斯小鼠侧脑室注射Adeno-cre后7天。重组细胞局限于薄的室周区。(B类)β-gal免疫染色后，侧脑室外侧壁的重叠共焦和相位对比图像，证实重组仅限于室管膜下的薄层细胞。(C类)振动切片上的LacZ组织化学染色显示SVZ重组。(D类,E类)源自ROSA26的重组神经球^洛克斯脑室内注射Adeno-cre的小鼠(D类); 神经球β-gal组织化学。(E类)时间内阳性细胞比例增加*体外试验。*(F类)体内-重组，*在体外*-扩增的神经干细胞从单个细胞生长到神经球，显示出它们自我更新的能力。每张图像显示了自我更新和生长期间以及LacZ染色前（F9）和染色后第9天的相同细胞/球体(F类，第9天，LacZ）。(**G公司**–J型)体外分化体内从单个细胞克隆扩增后的重组干细胞。神经球分化*在体外*并对β-半乳糖苷酶（绿色）进行双重标记，以检测cre介导的重组和分化标记（nestin(**G公司**); 地图-2(**H（H）**); GFAP公司(我)和O4(J型))表明它们有能力分化为神经元、胶质和少突胶质谱系。(**K（K）**–N个)腺病毒-GFP注射后野生型小鼠侧脑室冠状面共聚焦图像：(**K（K）**,**L（左）**)三层标签图像；(**M（M）**,N个)GFP和nestin的共同定位(**M（M）**)或GFAP(N个). Adeno-GFAP-GFP针对相同的细胞群(**O（运行）**–**R（右）**). 比例尺200μm(**K（K）**–**R（右）**).

图2
脑肿瘤的表型受初始基因缺失的影响：左栏：Rb/p53小鼠的肿瘤：(A类,D类,**G公司**,J型,**M（M）**,**P（P）**); 中间栏：Rb/p53/PTEN肿瘤(B类,E类,**H（H）**,**K（K）**,N个,问,**R（右）**); 右栏：来自p53/PTEN小鼠的肿瘤(C类,F类,我,**L（左）**,**O（运行）**,**S公司**). 面板A类–我苏木精和伊红染色。(D类)箭头指向肿瘤和邻近非肿瘤性大脑之间的边界。(E类)箭头表示脑膜起源的薄隔膜将肿瘤细胞分隔成小梁。(F类)箭头所示的区域是肿瘤（左侧）和大脑（右侧；“浸润区”）之间的模糊边界。(**G公司**–我)高倍放大显示PNET之间的形态学差异(**G公司**,**H（H）**)和胶质瘤(我)，形成玫瑰花结(**G公司**，插入）。(J型–**L（左）**)突触体素免疫组化显示所有肿瘤细胞均呈强阳性标记(J型,**K（K）**)在胶质瘤中无表达(**L（左）**). (**M（M）**–**O（运行）**)GFAP免疫组化标记在PNET中无表达(**M（M）**,N个). 右边的小轮辋(N个)邻近大脑显示强烈的反应性胶质增生，以及(**O（运行）**)显示GFAP在所有神经胶质瘤细胞中的表达。(**P（P）**–**S公司**)Rb/p53背景下PTEN的额外缺失(问,**R（右）**)广泛结缔组织增生反应/脑膜浸润的结果：PTEN/Rb/p53肿瘤显示网状蛋白和上皮膜抗原（EMA）阳性结构分隔肿瘤细胞巢(问,**R（右）**). Rb/p53 PNET无促结缔组织增生反应(**P（P）**)或PTEN/p53胶质瘤(**S公司**). 比例尺：5.2毫米(A类–C类)，440微米(D类–E类)，110微米(**G公司**–我)和220微米(J型–**S公司**).

图3
(A类)基因型决定了肿瘤形成的潜伏期。平均时间（肿瘤出现的天数±95%置信区间）。Rb/p53/PTEN具有显著缩短的潜伏期。*P（P）*<0.05方差分析，*事后的，事后的*Bonferroni，95%样本的箱形图。包括所有肿瘤类型。(B类)基因型决定肿瘤的增殖率：图表显示每10个高倍视野（×40客观）的平均有丝分裂计数±95%置信区间，PTEN/p53与其他基因型有显著差异(*P（P）*<0.05方差分析，*事后的，事后的*Bonferroni）。所有检测到的肿瘤均为PTEN/p53小鼠的胶质瘤和其他两种基因型的PNET。(C类)肿瘤潜伏期与注射时的年龄无关。该图显示了注射时年龄与肿瘤潜伏期（神经症状的发展）之间的关系。进行多项式回归分析。没有一种基因型在注射时的年龄和潜伏期之间显示出显著的相关性。Rb/p53：第页=−0.22,*P（P）*=0.55; Rb/p53/PTEN:第页=−0.05,*P（P）*=0.38; PTEN/p53基因：第页=0.8,*P（P）*=0.17. 蓝色实线，线性拟合；蓝色虚线，95%置信区间；绿色虚线，95%预测区间。此图的全彩版本可在*欧洲分子生物学组织*在线。

图4
脑室内注射腺癌后的小肿瘤病变（“微肿瘤”）先于脑肿瘤。上排(A类–C类)：位于心室侧壁室管膜层下方的小肿瘤病灶的组织学表现。PTEN/p53小鼠偶尔可见血管周围扩散(C类). (D类–我)前驱病变示意图：显示小病变定位的累积图。每个点代表微小肿瘤或肿瘤细胞的病灶簇（约200μm）。每种颜色代表一种动物。该图总结了14只Rb/p53小鼠、6只Rb/p53/PTEN小鼠和14只PTEN/p53小鼠的病变。上部示意图面板(D类–F类)总结了前心室区域（Bregma−1.3至0.0）和下面板的病变(**G公司**–我)代表后部区域（Bregma−0.5至−0.7）。微肿瘤病变几乎仅局限于心室侧壁下方和心室侧角，偶尔可能突出到对侧壁。虽然Rb/p53和Rb/p53/PTEN病变倾向于保持局部聚集，但PTEN/p53病变通常横向扩散并进入胼胝体，这与这些肿瘤的浸润性更强相一致(F类). Rb/p53动物的一个小病变(D类，黄点）延伸至内侧，但可能没有出现，PTEN/p53动物的一个小病灶从内侧表面出现(F类，蓝点），表明对侧壁/背外侧壁的强烈偏好，与SVZ干细胞的假定定位一致。Cx，皮层；CC，胼胝体；LV，侧脑室；SN，隔核；FH，海马伞和Th，丘脑。

图5
实验诱导脑肿瘤中的基因重组：(A类–C类)显微解剖肿瘤的重组PCR显示脑肿瘤中漂浮基因的重组：第1和第2道：同一大脑中罕见的两种组织学上不同的肿瘤表型（小鼠基因型Rb/p53），均显示Rb的重组(A类)和p53(B类,C类). 通道3、4、7和8是PNET中重组的进一步示例，而通道6显示其他肿瘤类型中的重组，并且在对照组织中未发现重组。8巷显示胶质瘤伴p53重组。在这些肿瘤中未检测到PTEN重组。(D类–我)：前体病变重组细胞中β-半乳糖苷酶的免疫组织化学检测(D类,**G公司**)、腺癌诱导的原发性脑肿瘤(E类,**H（H）**)以及来自重组神经球移植的肿瘤*在体外*植入前(F类,我). 由于所有小鼠都携带ROSA26lox基因，重组导致重组SVZ细胞、微肿瘤和肿瘤中β-半乳糖苷酶表达，但在未感染的脑实质中不表达。Ve，心室；CP，caudoptamen；Tu，肿瘤，Th，丘脑。比例尺：60μm(D类,**G公司**); 120微米(E类,F类,**H（H）**,我). (J型)Rb途径在原发性肿瘤（实心条）和移植物（阴影条）中的表达分析。从两个正常前脑提取的RNA作为对照（白色条）。基因转录本：Rb、Cdk4、Cdkn2a 5′（p16/Ink4a和p19/Arf）、Cdkn2a 3′（p19/Arv）和β-actin。Cdk4的5′转录本显著(*P（P）*<0.001）在脑肿瘤中上调，而p16/Ink4a和p19/Arf转录物在统计学上无显著上调。

图6
重组星形胶质细胞不会形成脑肿瘤。体外将重组星形胶质细胞（PTEN/Rb/p53）植入具有相同遗传背景的受体小鼠纹状体。移植后1周(A类,D类,**G公司**)纹状体（盒状区）上有几个纺锤形细胞结节，位于心室等部位，BrdU免疫染色显示细胞增殖频繁。(**G公司**)重组细胞在移植物中显示β-半乳糖苷酶（箭头）的表达，但仅神经膜的背景染色。2周后，移植物大部分退化为胶质瘢痕组织，仅显示少量增殖的残余细胞(E类，BrdU IHC）。(**H（H）**)β-半乳糖苷酶IHC显示这些变性移植物中没有染色，值得注意的是，该组织比CNS组织的背景染色更少。4周时(C类,F类,我)只留下疤痕组织，看不到更多的增殖细胞(F类)β-半乳糖苷酶免疫反应缺失。比例尺：1.3 mm(A类–C类)，550微米(D类–我). (J型–**M（M）**)异位注射Adeno-cre可重组灰质和白质星形胶质细胞，但不会导致其肿瘤转化体内偶尔，海马神经元被重组，但没有形成肿瘤。

图7
体外-重组神经球产生的肿瘤的表型类似于体内重组。左列(A类,C类,E类,**G公司**,我)：来自Rb/p53/PTEN神经球注射的肿瘤。右侧列(B类,D类,F类,**H（H）**,J型)：来自p53/PTEN神经球注射的肿瘤。面板(A类–F类)苏木精和曙红。箭头在(C类)和(D类)显示出良好的标记(C类)PNET边界或CNS弥漫浸润(D类). 面板(**G公司**,**H（H）**)：突触素在PNET中表达(**G公司**)但不是在胶质瘤中(**H（H）**). 面板(我,J型)GFAP在PNET中不表达(我)但在胶质瘤的肿瘤性星形胶质细胞中可清楚识别(J型). 比例尺：4 mm(A类,B类)，350微米(C类,D类)和90微米(E类–J型).

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

p53和Pten控制神经和胶质瘤干/祖细胞的更新和分化。
郑H、英H、严H、金梅尔曼AC、希勒DJ、陈AJ、佩里SR、托农G、楚GC、丁Z、斯托梅尔JM、邓恩KL、魏德迈耶R、尤美杰、布伦南C、王亚、利贡KL、王伟、钦L、德皮尼奥RA。郑浩等。自然。2008年10月23日；455(7216):1129-33. doi:10.1038/nature07443。自然。2008 PMID：18948956 免费PMC文章。
癌基因对神经元和星形胶质细胞的去分化可诱导小鼠胶质瘤。
Friedmann Morvinski D、Bushong EA、Ke E、Soda Y、Marumoto T、Singer O、Ellisman MH、Verma IM。 Friedmann-Morvinski D等人。科学。2012年11月23日；338(6110):1080-4. doi:10.1126/science.1226929。Epub 2012年10月18日。科学。2012 PMID：23087000 免费PMC文章。
在高级别胶质瘤的致癌Ras/p53基因敲除转基因模型中，起源细胞决定肿瘤表型。
Ghazi SO、Stark M、Zhao Z、Mobley BC、Munden A、Hover L、Abel TW。 Ghazi SO等人。神经病理学实验神经学杂志。2012年8月；71(8):729-40. doi:10.1097/NEN.0b013e3182625c02。神经病理学实验神经学杂志。2012 PMID：22805776 免费PMC文章。
脑肿瘤干细胞。
谢泽。谢泽。神经化学研究，2009年12月；34（12）：2055-66。doi:10.1007/s11064-009-0079-5。Epub 2009年10月24日。 2009年神经化学研究。 PMID：19856100 审查。
肿瘤抑制基因在胶质瘤中的功能作用：未来治疗策略的线索。
Fueyo J、Gomez-Manzano C、Yung WK、Kyritsis AP。 Fueyo J等人。神经病学。1998年11月；51(5):1250-5. doi:10.1212/wnl.51.5.1250。神经病学。1998 PMID：9818841 审查。

查看所有类似文章

引用人

胶质母细胞瘤三维器官建模：进展与挑战。
王X、孙毅、张岱、明GL、宋浩。 Wang X等人。 Oxf开放神经科学。2023年7月6日；2:kvad008。doi:10.1093/oons/kvad008。eCollection 2023年。 Oxf开放神经科学。2023 PMID：38596241 免费PMC文章。审查。
通过植物化学物质瞄准癌症细胞表型可塑性的关键参与者。
Fakhri S、Moradi SZ、Abbaszadeh F、Faraji F、Amirian R、Sinha D、McMahon EG、Bishayee A。 Fakhri S等人。《癌症转移评论》，2024年3月；43（1）：261-292。doi:10.1007/s10555-023-10161-8。Epub 2024年1月3日。《癌症转移评论》2024。 PMID：38169011 审查。
从信号通路到靶向治疗：揭开胶质母细胞瘤的秘密并利用二十年的进展。
Dewdney B、Jenkins MR、Best SA、Freytag S、Prasad K、Holst J、Endersby R、Johns TG。 Dewdney B等人。信号传输目标热。2023年10月20日；8(1):400. doi:10.1038/s41392-023-01637-8。信号传输目标热。2023 PMID：37857607 免费PMC文章。审查。
儿童中枢神经系统肿瘤中的癌干细胞：综合综述。
韩永平、林浩文、李浩。 Han YP等人。癌症（巴塞尔）。2023年6月11日；15(12):3154. doi:10.3390/癌症15123154。癌症（巴塞尔）。2023 PMID：37370764 免费PMC文章。审查。
脑有机物的研究进展和应用。
李毅，曾总理，吴杰，罗志刚。李毅等。神经科学公牛。2023年11月；39（11）：1703-1716。doi:10.1007/s12264-023-01065-2。Epub 2023年5月24日。神经科学公牛。2023 PMID：37222855 免费PMC文章。审查。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Akagi K、Sandig V、Vooijs M、Van der Valk M、Giovannini M、Strauss M、Berns A（1997）小鼠体内Cre介导的体细胞位点特异性重组。核酸研究25:1766–1773-项目管理咨询公司-公共医学
1. Alcantara Llaguno S，Chen J，Kwon CH，Jackson EL，Li Y，Burns DK，Alvarez-Buylla A，Parada LF（2009）恶性星形细胞瘤起源于体细胞肿瘤抑制小鼠模型中的神经干/祖细胞。癌细胞15:45–56-项目管理咨询公司-公共医学
1. Alvarez-Buylla A、Kohwi M、Nguyen TM、Merkle FT（2008）成人神经干细胞的异质性及其生态位的新兴复杂性。Cold Spring Harb Symp-Quant生物柴油73:357–365-公共医学
1. Alvarez-Buylla A，Temple S（1998），发育和成人神经系统中的干细胞。神经生物学杂志36:105–110-公共医学
1. Bachoo RM、Maher EA、Ligon KL、Sharpless NE、Chan SS、You MJ、Tang Y、DeFrances J、Stover E、Weissleder R、Rowitch DH、Louis DN、DePinho RA（2002）表皮生长因子受体和Ink4a/Arf：控制神经干细胞向星形胶质细胞轴终末分化和转化的聚合机制。癌细胞1:269–277-公共医学

出版物类型

行动
行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

物质

行动
行动
行动
行动
行动

赠款和资金

LinkOut-更多资源

[1] Akagi K、Sandig V、Vooijs M、Van der Valk M、Giovannini M、Strauss M、Berns A（1997）小鼠体内Cre介导的体细胞位点特异性重组。核酸研究25:1766–1773-项目管理咨询公司-公共医学

[2] Akagi K、Sandig V、Vooijs M、Van der Valk M、Giovannini M、Strauss M、Berns A（1997）小鼠体内Cre介导的体细胞位点特异性重组。核酸研究25:1766–1773-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Alcantara Llaguno S，Chen J，Kwon CH，Jackson EL，Li Y，Burns DK，Alvarez-Buylla A，Parada LF（2009）恶性星形细胞瘤起源于体细胞肿瘤抑制小鼠模型中的神经干/祖细胞。癌细胞15:45–56-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Alcantara Llaguno S，Chen J，Kwon CH，Jackson EL，Li Y，Burns DK，Alvarez-Buylla A，Parada LF（2009）恶性星形细胞瘤起源于体细胞肿瘤抑制小鼠模型中的神经干/祖细胞。癌细胞15:45–56-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Alvarez-Buylla A、Kohwi M、Nguyen TM、Merkle FT（2008）成人神经干细胞的异质性及其生态位的新兴复杂性。Cold Spring Harb Symp-Quant生物柴油73:357–365-公共医学

[6] Alvarez-Buylla A、Kohwi M、Nguyen TM、Merkle FT（2008）成人神经干细胞的异质性及其生态位的新兴复杂性。Cold Spring Harb Symp-Quant生物柴油73:357–365-公共医学

[7] Alvarez-Buylla A，Temple S（1998），发育和成人神经系统中的干细胞。神经生物学杂志36:105–110-公共医学

[8] Alvarez-Buylla A，Temple S（1998），发育和成人神经系统中的干细胞。神经生物学杂志36:105–110-公共医学

[9] Bachoo RM、Maher EA、Ligon KL、Sharpless NE、Chan SS、You MJ、Tang Y、DeFrances J、Stover E、Weissleder R、Rowitch DH、Louis DN、DePinho RA（2002）表皮生长因子受体和Ink4a/Arf：控制神经干细胞向星形胶质细胞轴终末分化和转化的聚合机制。癌细胞1:269–277-公共医学

[10] Bachoo RM、Maher EA、Ligon KL、Sharpless NE、Chan SS、You MJ、Tang Y、DeFrances J、Stover E、Weissleder R、Rowitch DH、Louis DN、DePinho RA（2002）表皮生长因子受体和Ink4a/Arf：控制神经干细胞向星形胶质细胞轴终末分化和转化的聚合机制。癌细胞1:269–277-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

成人神经干细胞室基因突变组合决定脑瘤表型

附属

成人神经干细胞室基因突变组合决定脑瘤表型

作者

附属

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

医疗

分子生物学数据库

研究材料

其他

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

医疗

分子生物学数据库

研究材料

其他