摘要：

膠質瘤是成人中最常見的惡性原發(fā)性腦腫瘤。它們的高度侵襲性使該疾病迄今為止無法治愈，強調了更好地了解驅動膠質瘤侵襲的機制的重要性。膠質纖維酸性蛋白(GFAP)是一種中間絲蛋白，是星形膠質細胞和神經干細胞衍生的膠質瘤的特征。膠質瘤惡性腫瘤與GFAP可變剪接的變化有關，因為經典同工型GFAPα在高級腫瘤中下調，導致GFAPδ同工型在網絡中的優(yōu)勢增加。在這項研究中，我們使用了活體成像和離體腦切片侵襲模型。我們表明GFAPδ和GFAPα異構體差異調節(jié)膠質瘤細胞的腫瘤動力學。任一同種型的消耗都會增加神經膠質瘤細胞的遷移能力。值得注意的是，GFAPδ耗盡的細胞隨機遷移通過腦組織，而GFAPα耗盡的細胞顯示出定向持續(xù)侵入腦實質。這項研究表明，GFAP網絡的不同組成導致了膠質瘤的特定遷移動力學和行為。

介紹

多形性膠質母細胞瘤（GBM，IV級膠質瘤）是中樞神經系統(tǒng)最常見和最具侵襲性的腫瘤，發(fā)病率為每100,000人3例，診斷后的粗中位生存期為9個月。GBM目前是無法治愈的，這在很大程度上是由于膠質瘤細胞的高度侵襲性。GBM的標準護理治療包括手術切除腫瘤，然后進行化療和放療，但未能完全根除高侵襲性神經膠質瘤細胞。結果，患者經常在治療后復發(fā)并且腫瘤迅速重新生長。

在之前的研究中，作者和其他人已經表明，膠質瘤惡性腫瘤與GFAP剪接異構體水平的改變有關。因此，癌癥基因組圖譜(TCGA)數據庫的RNA測序分析表明，膠質瘤惡性程度的增加與GFAP的總體表達降低以及相對于GFAPα6向更高水平的選擇性剪接變體GFAPδ的轉變有關.在體外增加GFAPδ/α比率會導致編碼蛋白質的基因上調，這些蛋白質參與細胞與細胞外基質(ECM)之間的相互作用，例如層粘連蛋白、整合素和基質金屬蛋白酶2(MMP-2)。此外，神經膠質瘤組織樣本的免疫組織化學分析將GFAPδ表達與改變的細胞形態(tài)以及基于神經影像學的更具侵襲性的腫瘤聯系起來。盡管這些觀察結果暗示了GFAP同種型表達改變后膠質瘤細胞行為的改變，但尚未對改變的行為進行全面表征。

在這項研究中，作者研究了GFAP異構體表達的操縱如何影響人膠質瘤細胞的侵襲和生長動力學離體和體內。我們通過活體成像縱向監(jiān)測了總共12個U251-MG膠質瘤細胞克隆的生長模式，這些細胞在離體器官型小鼠腦切片和體內小鼠大腦中從GFAPα或GFAPδ同種型中耗盡。作者表明，GFAP網絡的操作強烈影響神經膠質瘤細胞的運動性和腫瘤生長模式。GFAPδ-KO細胞形成更致密的腫瘤，與對照腫瘤相比具有增加的運動性并且隨機遷移，而GFAPα-KO細胞顯示出更分散的生長模式并且更持久地向腦實質遷移。

方法與結果

低級別和高級別膠質瘤之間的GFAP異構體表達不同（見圖一）；使用CRISPR-Cas9修飾GFAPisoform表達（見圖一）；GFAP亞型的消耗增加了離體器官型腦切片中的細胞侵襲（見圖二）；GFAPα同種型的消耗導致體內更多的彌漫性腫瘤（見圖三）；GFAP同種型的消耗增加了運動性并改變了體內的入侵模式（見圖四）；

（圖一）

（圖二）

（圖三）

（圖四）

討論

神經膠質瘤的侵襲性使該疾病具有高度侵襲性且難以治療。因此，準確了解驅動膠質瘤細胞侵襲的機制對于開發(fā)新的抗侵襲治療策略至關重要。在這項研究中，我們使用器官型腦切片侵襲模型和通過CIW的活體成像研究了GFAP同種型在膠質瘤細胞侵襲中的作用。我們表明，GFAPδ/α比率通過調節(jié)細胞遷移速度、方向性和持久性來影響離體和體內神經膠質瘤細胞的宏觀生長模式。重要的是，我們證明GFAPδ-KO細胞在體內與CTL和GFAPα-KO細胞相比顯示出更高的運動性，但隨機移動。另一方面，GFAPα-KO細胞更持久地移動并且具有向腦實質遷移的強烈趨勢。

目前尚不清楚如何在IV級腫瘤中建立GFAPisoform表達的轉變。與非惡性細胞相比，已知選擇性剪接事件在腫瘤組織中更頻繁地發(fā)生，并且剪接機制的失調會驅動神經膠質瘤的侵襲性。最近，人們發(fā)現缺氧可以誘導膠質瘤中成人到胎兒的剪接轉變，受肌肉盲樣蛋白(MBNL)的調節(jié)。缺氧被認為是膠質瘤侵襲的重要驅動因素，通常與IV級膠質瘤相關。GFAP具有多個預測的低氧相關剪接因子MBNL60的結合基序,缺氧、GFAP可變剪接和細胞侵襲之間的聯系仍有待研究。

總之，本研究的工作證明了GFAP異構體在微調膠質瘤侵襲和腫瘤動力學中的重要性?？傊瑢︱寗有纬赡z質瘤的不同GFAP陽性人群侵襲行為的機制的深入了解將有助于在未來制定更好的抗侵襲治療策略。