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为解决胶质母细胞瘤（GBM）药物递送难题，布朗大学研究人员开展相关研究，发现 12 基因特征，证实 BIA 可增强化疗效果，为 GBM 治疗提供新方向。
胶质母细胞瘤（Glioblastoma，GBM）是中枢神经系统中最常见的原发性恶性肿瘤，如同隐藏在大脑中的 “恶魔”，严重威胁着人类的生命健康。目前，GBM 患者的中位生存期仅为 15 - 18 个月，5 年生存率不足 10%。手术、放疗和替莫唑胺（TMZ）化疗的标准治疗方案，也难以阻止疾病的复发。其中，血脑屏障（Blood-Brain Barrier，BBB）和血瘤屏障（Blood-Tumor Barrier，BTB）宛如坚固的 “城墙”，阻挡着大多数化疗药物进入大脑，成为 GBM 治疗的重大障碍。BTB 的结构和功能复杂且异质性高，其分子和细胞组成以及相关的靶向分子通路尚不明确，这使得提高药物向 GBM 的递送效率成为医学领域亟待攻克的难题。
为了突破这一困境，布朗大学的研究人员勇挑重担，开展了一系列深入研究。他们的研究成果为 GBM 的治疗带来了新的曙光，有望改写 GBM 的治疗格局。
在研究过程中，研究人员运用了多种先进的技术方法。首先，通过对 GBM 临床样本的大量 RNA 测序（RNA-seq）数据进行计算机分析，筛选出与 BTB 相关的基因。接着，借助空间转录组学技术，深入探究基因在肿瘤组织中的表达和定位情况。免疫染色实验则用于直观地观察蛋白在肿瘤组织中的表达和分布。此外，研究人员还构建了多种细胞模型和动物模型，如人脑微血管内皮细胞系（HCMEC/D3）和 GBM 小鼠异种移植模型等，在不同层面模拟 GBM 的发生发展过程，全面评估药物的作用效果。
研究结果令人振奋。
- 鉴定 GBM 内皮富集转录本：研究人员利用计算机筛选技术，对来自多个数据库的 GBM 临床样本的 RNA-seq 数据进行分析。他们以 4 种内皮细胞参考转录本为筛选标记，最终确定了 12 个 GBM 内皮富集基因。这些基因在肿瘤微血管增殖区域高表达，主要参与血管系统发育、形态发生、细胞迁移等过程。通过单细胞 RNA-seq 数据集分析发现，这些基因在肿瘤内皮细胞中高表达，且在不同内皮细胞亚型中表达存在差异。
- CDH5 在 GBM 肿瘤相关内皮中的高表达：通过对恶性胶质瘤组织样本的空间转录组数据重新分析，研究人员发现 CDH5（血管内皮钙粘蛋白，VE-cadherin）在 GBM 肿瘤相关内皮中高度表达。免疫荧光染色进一步证实了 CDH5 在 GBM 患者标本和小鼠异种移植模型中的表达，且其在肿瘤相关血管中的表达明显高于肿瘤细胞。这表明 CDH5 可能在 BTB 功能中发挥关键作用。
- BIA 靶向脑内皮细胞中 BTB 相关转录程序：研究人员对 HCMEC/D3 细胞进行 BIA 处理后进行 RNA-seq 分析，结果显示 BIA 可显著调节细胞的转录程序。BIA 处理后，CDH5 等多个 BTB 相关基因的表达发生改变，同时影响细胞迁移、血管生成等过程相关基因的表达。这表明 BIA 能够靶向脑内皮细胞中 BTB 相关的转录程序。
- BIA 破坏体外 BBB 模型的屏障形成：实验表明，BIA 处理后，内皮细胞中 CDH5 的表达在 mRNA 和蛋白水平均显著下降，同时紧密连接分子 ZO-1 的表达也减少。通过跨内皮电阻（TEER）分析和体外多细胞 BBB 球体模型实验发现，BIA 能够破坏 BBB 的完整性，增加血管通透性，且这一作用与 CDH5 的下调密切相关。此外，BIA 处理并未导致内皮细胞死亡，而是影响了细胞的代谢和增殖。
- BIA 在体外靶向脑内皮中的多种激酶：研究人员利用磷酸激酶阵列分析发现，BIA 处理可导致脑内皮细胞中多个激酶信号通路的改变。其中，丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）家族、SRC 家族等激酶的激活磷酸化水平下降，而 STAT3 和 p70 S6 激酶的磷酸化水平升高，这表明 BIA 可能通过调节多种激酶信号通路来影响 BTB 的功能。
- BIA 增加 GBM 异种移植模型中肿瘤内药物积累：在 GBM 小鼠异种移植模型中，给予 BIA 后，肿瘤内钠荧光素和铂类化疗药物的积累显著增加，而在健康脑组织和外周组织中无明显变化。这表明 BIA 能够选择性地增加肿瘤内药物的积累，且这种作用与 CDH5 等 BTB 相关基因的下调有关。
- BIA 通过促进顺铂的 DNA 损伤能力增强其细胞毒性：细胞实验表明，BIA 与顺铂联合使用可显著增强顺铂对 GBM 细胞的细胞毒性，降低细胞活力和神经球形成能力。进一步研究发现，联合处理可增加 GBM 细胞中 γH2AX 核焦点的频率，抑制 CHK1 的表达和激活，从而增强顺铂的 DNA 损伤能力。
- BIA 增强顺铂在 GBM 异种移植模型中的临床前疗效：在 GBM 小鼠异种移植模型中，BIA 或 PPRX-1701（一种 BIA 纳米颗粒制剂）与顺铂联合使用，显著延长了荷瘤小鼠的生存期。这表明 BIA 或其纳米颗粒制剂能够增强顺铂的临床前疗效，为 GBM 的治疗提供了新的策略。
在研究结论和讨论部分，研究人员不仅成功鉴定出与 GBM 中 BTB 相关的基因网络，还揭示了 6 - 溴靛玉红肟（BIA）的双重功能。BIA 能够通过靶向 BTB 相关基因网络，增加肿瘤内药物递送，同时与 DNA 损伤化疗药物协同作用，增强化疗的细胞毒性。这一发现为 BTB 靶向治疗策略的临床应用提供了重要的理论基础。然而，研究也存在一些局限性。例如，虽然研究发现了 BIA 对 BTB 的调节作用，但 BTB 的异质性仍然是一个挑战，需要进一步深入研究。此外，BIA 在非内皮细胞中的作用以及其最佳临床剂量的确定，还需要更多的研究来探索。未来，研究人员计划进一步研究这些分子在 BTB 生物学中的功能，筛选更多受益于与 BIA 联合治疗的化疗药物和生物制剂，评估 BIA 与其他药物递送策略联合使用的效果，以推动 GBM 治疗的发展。相信随着研究的不断深入，GBM 的治疗将迎来更多的突破，为患者带来更多的希望。
