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胶质瘤(gliomas)是中枢神经系统常见且侵袭性强的肿瘤,治疗效果差、患者预后不佳。为探寻新的治疗靶点和预后标志物,研究人员开展关于蛋白酶体亚基 PSMB8 与胶质瘤关系的研究。结果发现 PSMB8 可影响胶质瘤细胞增殖、迁移和凋亡,且影像组学模型能预测其表达。该研究为胶质瘤治疗提供新思路。
在大脑这个神秘的 “小宇宙” 里,胶质瘤就像一群肆意捣乱的 “坏分子”,给人类健康带来了极大挑战。胶质瘤是中枢神经系统中最常见且极具侵袭性的肿瘤,占恶性脑肿瘤的 80% 以上。按照世界卫生组织(WHO)的分类,它可分为多种分子亚型 。尽管手术切除、放疗和化疗等治疗手段不断发展,但多形性胶质母细胞瘤(GBM,WHO 4 级)患者的中位总生存期仍小于 16 个月,5 年生存率仅 5.6%。免疫疗法虽为胶质瘤治疗带来新希望,但只有部分患者有效。因此,寻找新的预后生物标志物和治疗靶点迫在眉睫。
郑州大学第一附属医院的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。他们发现蛋白酶体亚基 β8 型(PSMB8/LMP7)有望成为胶质瘤的预后生物标志物,并通过术前磁共振成像(MRI)衍生的多参数影像组学模型,精准预测 PSMB8 的表达水平。这一研究成果发表在《Molecular Biomedicine》上,为胶质瘤的治疗开辟了新方向。
研究人员为了深入探究其中的奥秘,采用了多种关键技术方法。他们收集了 333 例胶质瘤患者的样本队列,运用 RNA 测序分析基因表达情况。通过影像组学技术,从术前 MRI 图像中提取特征并构建模型。同时,进行细胞实验,如 CCK-8 实验检测细胞增殖、伤口愈合实验评估细胞迁移能力等。还建立了皮下肿瘤小鼠模型,来验证相关机制。
研究结果如下:
- PSMB8 与临床预后的关系:通过对多个队列数据的分析,包括 TCGA 和 CGGA 队列,发现 PSMB8 在 GBM 中表达上调,且其表达与 WHO 分级呈正相关。免疫组化分析显示,肿瘤组织中 PSMB8 水平显著高于正常脑组织,且高表达 PSMB8 的患者预后较差。
- 影像组学模型的构建与验证:研究人员将 162 例患者分为训练集和验证集,从多参数 MRI 中提取 5929 个影像组学特征,经筛选后得到 10 个与 PSMB8 表达高度相关的特征。构建的多参数影像组学模型在训练集和验证集的 AUC 值分别为 0.88 和 0.81 ,表明该模型能有效预测 PSMB8 的表达,且预测的 PSMB8 高表达亚型与不良预后相关。
- PSMB8 对胶质瘤细胞恶性行为的影响:在体外实验中,研究人员通过慢病毒感染沉默 LN229 和 U87 MG 细胞系中的 PSMB8。结果发现,PSMB8 下调显著抑制了 GBM 细胞的增殖、自我更新和迁移能力,使细胞周期停滞,并诱导细胞凋亡。
- PSMB8 与 TGF-β 信号通路的关联:RNA 测序和相关分析表明,PSMB8 表达与 TGF-β 信号通路活性相关。PSMB8 缺失会下调 TGF-β 信号通路中的关键受体 TGFBR1 和 TGFBR2,抑制 SMAD2/3 的磷酸化和核转位,进而抑制胶质瘤细胞的恶性行为。
- PSMB8 对 GBM 生长和 TMZ 敏感性的影响:在小鼠体内实验中,PSMB8 沉默联合替莫唑胺(TMZ)治疗,显著抑制了 GBM 肿瘤的生长,增强了肿瘤对 TMZ 的敏感性。免疫荧光染色和相关检测显示,PSMB8 下调降低了肿瘤组织中 p-SMAD2 和 Ki-67 的表达,减少了肿瘤生长标志物的表达,促进了肿瘤细胞凋亡。
研究结论表明,PSMB8 不仅是胶质瘤患者有用的预后因素,还可作为预测预后的标志物以及通过阻断 TGF-β 信号通路关键蛋白的新型治疗靶点。该研究首次将影像组学与 PSMB8 联系起来,为胶质瘤的术前风险分层和预诊断提供了新方法。然而,研究也存在一定局限性,如影像组学模型需多中心数据进一步验证,PSMB8 调节 TGFBR1/2 的具体机制还需深入研究。尽管如此,这项研究仍为胶质瘤的治疗带来了新希望,有望推动胶质瘤治疗领域的进一步发展。