先进成像可视化活脑内巨噬细胞

【字体: 时间:2019年06月27日 来源:生物通

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  研究人员证明,根据这些巨噬细胞的起源,它们的外观和行为有很大的差异。Hambardzumyan和她的同事们说,该研究结果为阻止巨噬细胞进入脑肿瘤以治疗癌症的策略提供了支持。

  

胶质母细胞瘤是成人最致命的脑肿瘤,它能吸引一种“转换细胞”,这些细胞是会促进肿瘤发展,帮助肿瘤逃脱免疫系统监视的巨噬细胞。为了更好地了解脑肿瘤所招募的细胞,Dolores Hambardzumyan博士领导的科学家们开发了一款先进的成像技术来可视化活小鼠脑肿瘤中的巨噬细胞。

研究结果于6月24日发表在PNAS上。

研究人员证明,根据这些巨噬细胞的起源,它们的外观和行为有很大的差异。Hambardzumyan和她的同事们说,该研究结果为阻止巨噬细胞进入脑肿瘤以治疗癌症的策略提供了支持。

Hambardzumyan说:“这项研究为科学界提供了一种新小鼠模型来研究胶质母细胞瘤相关巨噬细胞的数量。我们的结果也证明了阻断巨噬细胞浸润的抗癌效果,为使用联合疗法以提高患者生存率提供了证据。”

Hambardzumyan是埃默里大学Winship癌症研究所和Aflac癌症和血液疾病中心的儿科副教授。

肿瘤相关巨噬细胞来自两个不同的来源:外周血供应或已经存在于脑组织中的小胶质。Hambardzumyan实验室之前已经证明,与来自大脑的巨噬细胞相比,来自血液的巨噬细胞在数量和行为上更具侵袭性。

“为了开发出更有效的免疫疗法来治疗胶质母细胞瘤,我们必须首先了解这些巨噬细胞群的特性,而不是将它们作为一个同质实体来对待,”博士后导师兼论文第一作者陈志宏(音译)博士说。

研究人员开发了一个可以让他们实时观察肿瘤浸润巨噬细胞的小鼠模型。小鼠经过基因改造(也有一些接受骨髓移植),只有特定的巨噬细胞群生产荧光蛋白,这使得外周血源性巨噬细胞或脑小胶质细胞在显微镜下可见。

研究小组在脑肿瘤上安装了一个由薄玻璃制成的清晰的成像窗口,并利用包括双光子成像在内的先进技术,观察巨噬细胞随时间推移的位移以及与肿瘤的相互作用。这款装置可以捕获长达几个小时,深度约500微米的细胞图像。

研究人员发现,血液中的巨噬细胞和大脑中的巨噬细胞在形态和行为上存在明显差异。他们发现血液来源的巨噬细胞更小,更多地沿着血管在肿瘤周围移动。相反,大脑中的巨噬细胞是大的、高度分支的、不动的细胞,它们具有最小的迁移行为。

为了测试阻断血液来源巨噬细胞浸润的效果,他们用一种能使胶质母细胞瘤不规则血管系统正常化的药物(抗血管内皮生长因子抗体,即贝伐单抗)治疗小鼠。该药已应用于胶质母细胞瘤临床治疗,可以提高患者生活质量。研究小组观察到,治疗过的肿瘤中巨噬细胞减少,并且小鼠存活率增加。他们还观察到了巨噬细胞的形态转换,这表明这种药不仅可以抑制这些细胞的浸润,而且它们的分化状态也可能受到药物影响。

尽管有药物可用,但胶质母细胞瘤患者的平均生存期仅有12个月。部分原因在于,目前的治疗策略未能有效地针对肿瘤内其他细胞类型,如肿瘤相关巨噬细胞。Hambardzumyan实验室目前正积极寻求新的治疗策略。

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原文检索:Intravital 2-photon imaging reveals distinct morphology and infiltrative properties of glioblastoma-associated macrophages

(生物通:伍松)

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