高达20%的胶质母细胞瘤可能是由过度活跃的线粒体引起的

一项新的研究发现，高达20%的胶质母细胞瘤(一种侵袭性脑癌)是由过度活跃的线粒体引起的，目前在临床试验中的药物可能可以治疗。

线粒体负责为所有细胞提供能量。虽然它们在癌症中产生能量的效率通常较低，但这种新发现的胶质母细胞瘤中的肿瘤细胞依赖于过度活跃的线粒体提供的额外能量来生存。

这项研究由哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院和赫伯特·欧文综合癌症中心的癌症科学家进行，于1月11日在线发表自然癌症．

这项研究还发现，抑制线粒体的药物——包括一种目前可用的药物和一种正在临床试验中测试的实验性化合物——对线粒体过度活跃的人类脑癌细胞具有强大的抗肿瘤作用。(后续未发表的研究发现，同样的药物对小鼠恶性胶质瘤中的线粒体肿瘤也有作用)。

这类药物正在患有罕见基因融合的患者身上进行测试，这种基因融合也会让线粒体超负荷运转。

“我们现在可以将这些临床试验扩大到更大的患者群体，因为我们可以识别出患有线粒体驱动肿瘤的患者，而不管潜在的遗传因素，”神经学教授Antonio Iavarone医学博士说，他与儿科教授Anna Lasorella医学博士一起领导了这项研究。两人都是哥伦比亚大学癌症遗传学研究所的成员。

研究发现四种类型的脑癌

研究发现，所有的脑癌都可以分为四类，包括线粒体亚型。

通过根据脑癌的核心生物学特征进行分类，而不仅仅是基因改变或细胞生物标志物，研究人员对驱动每种亚型和患者预后的因素有了新的见解。

“现有的脑癌分类信息不足。它们不能预测结果;它们无法告诉我们哪种疗法最有效，”拉索雷拉说。

乳腺癌的例子最好地说明了精确分类系统的重要性。乳腺癌有非常明确的亚型，这导致了针对关键特征的治疗方法的发展，如雌激素受体或HER2，维持特定的亚型。

伊瓦隆说:“我们认为脑癌治疗进展如此缓慢的原因之一是我们没有一个很好的方法来分类这些肿瘤。”

胶质母细胞瘤是成年人最常见也是最致命的原发性脑肿瘤。恶性胶质瘤患者的中位生存期仅为15个月。

这项新的研究表明，胶质母细胞瘤可以分为四个生物学组。其中两种分别概括了正常大脑中活跃的功能，要么是干细胞，要么是神经元。另外两组包括线粒体肿瘤和一组具有多种代谢活动的肿瘤(“多代谢”)，这些肿瘤对目前的治疗方法具有高度耐药性。

与其他三种类型的患者相比，患有线粒体肿瘤的患者预后略好，而且能多活几个月。

Lasorella说:“我们对线粒体组感到兴奋，因为我们已经有针对该组的药物在临床试验中，但现在的分类给了我们如何针对其他三种的想法，我们开始更深入地研究它们。”

“我们正在超越一种突变，一种药物概念，”她说。“有时候你可能会得到这样的回应。但现在是时候根据肿瘤核心生物学的共性来定位肿瘤了，这些共性可能是由多种不同的基因组合引起的。”

单细胞分析为脑癌开辟了新视野

只有利用单细胞分析的最新进展，科学家才能了解单个肿瘤中数千个细胞的生物活性。

总的来说，科学家们描述了来自36种不同肿瘤的17367个单个细胞的生物学特性。

除了分析每个细胞的基因突变和基因活性水平外，研究人员还研究了对细胞基因组的其他修改，以及每个细胞产生的蛋白质和非编码rna。

利用这些数据，研究人员设计了一种计算方法来识别细胞中的核心生物过程或途径，而不是更常见的识别基因签名的方法。伊瓦隆说:“通过这种方式，我们可以根据维持肿瘤细胞的真正生物学特性对每个肿瘤细胞进行分类。”

研究人员发现，大多数肿瘤主要由四种亚型中的一种细胞组成，其他三种亚型的细胞也很少。

将同样的技术应用于其他癌症

Lasorella和Iavarone现在正将同样的技术应用于多种不同的侵袭性癌症。

他们说，这种“泛癌症”方法应该识别不同类型癌症之间的共性，而不管肿瘤的起源。如果存在这样的共同途径，那么治疗线粒体脑癌的药物也可能能够治疗线粒体类型的肺癌。

Lasorella说:“当我们根据细胞的核心生物活动进行分类时，所有细胞都依赖于它们的生存和繁荣，我们可能会发现癌症之间的共同点比以前仅通过观察它们的基因就能发现的更多。”

参考:王志强，王志强，等。基于途径的胶质母细胞瘤分类揭示了一种具有治疗脆弱性的线粒体亚型。Nat癌症。2021.doi:10.1038 / s43018 - 020 - 00159 - 4

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