特拉维夫大学(telaviv University)的开创性研究可能会在对抗致命脑癌的斗争中取得重大突破。首先,研究人员发现大脑免疫系统出现故障,导致细胞分裂放大,胶质母细胞瘤癌细胞扩散。失败的部分原因是一种名为p-选择素(SELp)的蛋白质分泌,当它与脑免疫细胞上的受体结合时,会改变它们的功能,因此它们不但不能抑制癌细胞的扩散,反而会起到相反的作用,使它们能够增殖并渗透脑组织。

在下一阶段的研究中,研究人员能够抑制SELp蛋白的分泌,从而中和免疫系统的失败,恢复其正常活动,并阻止这种无法治愈的癌症的扩散。国际研究小组由癌症生物学研究中心主任、特拉维夫大学萨克勒医学院癌症研究和纳米医学实验室主任Ronit Satchi Fainaro教授领导。这项研究结果发表在领先的科学期刊《自然通讯》(Nature Communications)上。“胶质母细胞瘤是中枢神经系统中最致命的癌症,占大多数恶性脑肿瘤的比例。它具有攻击性、侵袭性和快速增长性,使它对现有的治疗方法产生耐药性,患者在癌症发病后一年内死亡。此外,胶质母细胞瘤被定义为“冷肿瘤”,这意味着它对激活免疫系统对抗它的免疫治疗尝试没有反应。

启动这项研究,研究人员想了解为什么大脑免疫系统的细胞(称为小胶质细胞)不能抑制癌症。在博士生Eilam Yeini的带领下,他们比较了健康的脑组织和胶质母细胞瘤组织。为此,他们与特拉维夫苏拉斯基医学中心(Ichilov)的神经外科医生合作,后者提供手术中切除的胶质母细胞瘤组织样本,还与美国约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)和利伯研究所(Lieber Institute)的神经外科医生合作,后者提供尸检的健康脑组织“大脑的免疫系统不起作用,”Satchi Fainaro教授说,他在2020年获得了Youdim、Bruno、Humboldt和Kadar家庭杰出研究奖我们检测了大脑中的免疫细胞和最近从患者大脑中切除的肿瘤中的胶质母细胞瘤细胞之间的相互作用。令我们惊讶的是,我们发现小胶质细胞不仅没有阻止癌细胞的作用,而且通过加速胶质母细胞瘤细胞的分裂、扩散和动员,它们实际上起着至关重要的负面作用小胶质细胞免疫细胞遇到胶质母细胞瘤细胞,发现6种蛋白质过度表达。在下一阶段,Satchi Fainaro教授和她的团队依次阻断了这六种蛋白质中的每一种,试图找出并分离出一种使癌症能够利用大脑免疫系统达到自身目的的蛋白质。最终他们发现一种叫做SELp的蛋白质破坏了免疫系统的功能,促进了胶质母细胞瘤的发生。

“SELp是一种已知的蛋白质,通常帮助细胞在体内运动,特别是白细胞和血管内部的内皮细胞,“Satchi Fainaro教授解释道。”胶质母细胞瘤细胞和小胶质细胞的相遇使它们大量表达SELp。在这项研究中,我们能够证明过表达的SELp有助于癌细胞的移动和穿透脑组织。”

在临床前胶质母细胞瘤模型中抑制SELp后,研究人员发现肿瘤细胞分裂速度较慢,停止迁移,侵袭性较小。这些结果是在动物模型和三维肿瘤模型中获得的。与特拉维夫大学医学院病理学系Asaf Madi博士的实验室合作,单细胞RNA测序显示癌细胞的恶性特性降低,当SELp沉默,小胶质细胞和胶质母细胞瘤之间的通讯中断时,免疫系统对肿瘤的激活。结果,癌症在大脑中的进展受到阻碍。

Satchi Fainaro教授强调,这项新研究可能具有挽救生命的治疗意义。她提到,完全巧合的是,目前正在进行的第二阶段临床试验正试图将抑制SELp用于另一个目的——治疗与镰状细胞贫血相关的疼痛。Satchi Fainaro教授希望,抑制SELp的治疗已被证明在人类中是安全的,这一事实将为重新提出胶质母细胞瘤新疗法的临床试验的相对快速批准铺平道路。”不幸的是,胶质母细胞瘤患者需要立即进行新的治疗。我们的治疗可能是对抗最可怕癌症的必要突破。”

这项新研究由以色列癌症研究基金会(ICRF)、欧洲研究理事会(ERC)、莫里斯-卡恩基金会(Morris-Kahn Foundation)、以色列癌症协会(ICA)和以色列科学基金会(ISF)资助。

研究人员感谢捐赠者及其近亲为本研究提供脑组织

Journal Reference:

Eilam Yeini, paula Ofek, Sabina pozzi, Nitzan Albeck, Dikla Ben-Shushan, Galia Tiram, Sapir Golan, Ron Kleiner, Ron Sheinin, Sahar Israeli Dangoor, Shlomit Reich-Zeliger, Rachel Grossman, Zvi Ram, Henry Brem, Thomas M. Hyde, prerna Magod, Dinorah Friedmann-Morvinski, Asaf Madi, Ronit Satchi-Fainaro. p-selectin axis plays a key role in microglia immunophenotype and glioblastoma progression. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-22186-0