基于高内涵成像的药物协同筛选揭示间充质神经母细胞瘤衰老相关特异性脆弱性

本研究针对复发神经母细胞瘤(NB)中具有间充质(mes)特征的亚型治疗难题，通过整合高内涵成像与机器学习分析技术，系统筛选了91种儿科细胞模型对76种抗癌药物的敏感性。研究发现间充质亚型具有高基础溶酶体水平和衰老相关分泌表型(SASP)，对MEK抑制剂(MEKi)敏感，且MEKi与BCL2家族抑制剂联用可显著抑制肿瘤生长。该研究为复发神经母细胞瘤提供了靶向MAPK通路联合senolytics（衰老细胞清除剂）的创新治疗策略，相关成果发表于《Cell Death and Disease》。

　　

神经母细胞瘤作为儿童最常见的颅外实体肿瘤，其临床异质性极大——从自发消退到致命性进展皆有发生。这种差异与肿瘤细胞的分化状态密切相关：肾上腺素能(adr)亚型相对分化良好，而间充质(mes)亚型则呈现干细胞样特性，在复发肿瘤中富集且对标准化疗耐药。尽管表观遗传研究已鉴定出这两种亚型的核心调控网络，但针对间充质亚型的特异性治疗策略仍属空白，这成为提高复发患者生存率的关键瓶颈。

为破解这一难题，由Sonja Herter等15位学者组成的研究团队开展了一项多组学整合研究。他们首先建立包含91种儿科细胞模型（含患者来源肿瘤类器官）的药物敏感性数据库，采用三维培养模拟肿瘤微环境，通过ATP发光检测结合高内涵共聚焦成像，系统评估了76种临床相关药物（涵盖化疗药、激酶抑制剂等）的反应谱。研究特别聚焦溶酶体动态变化这一衰老标志物，结合机器学习图像分析、单细胞RNA测序(scRNA-seq)和斑马鱼异种移植模型，揭示了间充质亚型独特的治疗脆弱性。

关键技术包括：1）三维肿瘤球体培养结合自动化药物筛选平台；2）基于CellProfiler的溶酶体定量分析流程（整合LysoTracker/LAMP1/LAMP2多重标记）；3）来自INFORM项目的223例患者样本转录组分析；4）患者来源新鲜组织培养（n=5）与原位斑马鱼移植模型验证。

High content-imaging drug synergy screening identifies specific senescence-related vulnerabilities of mesenchymal neuroblastomas

研究发现间充质亚型具有显著特征：在基础状态下即呈现更大的细胞体积（面积增加1.8倍）和更高的溶酶体含量（LAMP2表达与间充质评分相关性R=0.76）。单细胞分析显示，间充质细胞群高表达衰老相关分泌表型(SASP)基因和溶酶体调控因子TFE3。这种"预衰老"状态使细胞对促衰老刺激更敏感——化疗处理后间充质细胞溶酶体数量增加4倍，而肾上腺素能细胞则因凋亡导致溶酶体减少。

Mesenchymal neuroblastoma cell lines are specifically sensitive to MAPK inhibition

药物敏感性分析揭示关键规律：间充质细胞对MEK抑制剂（trametinib/selumetinib/cobimetinib）的敏感性显著高于肾上腺素能亚型（p<0.01）。MAPK通路活性评分(MPAS)与间充质特征呈强正相关（R=0.67），且这种敏感性独立于ALK等已知驱动突变。患者来源肿瘤类器官验证显示，具有间充质特征的复发样本对MEKi反应率提升3倍。

Drug treatment induces senescence in mesenchymal neuroblastoma cell lines

治疗诱导衰老(TIS)实验显示独特机制差异：MEK抑制剂处理72小时后，间充质细胞出现G₁期阻滞和β-半乳糖苷酶活性升高，而标准化疗药物（伊立替康/依托泊苷）在两种亚型中均诱导衰老。这种差异提示MAPK通路抑制可能通过不同于化疗的机制触发衰老程序。

The pre-senescent phenotype creates a new vulnerability

基于溶酶体-SASP-MAPK轴的协同筛选发现：序贯应用MEKi（诱导衰老）与BCL2抑制剂navitoclax（清除衰老细胞）可产生显著协同效应（ZIP评分达30）。在斑马鱼异种移植模型中，该组合使患者来源肿瘤的体积缩小25%（对照仅2.5%），且能有效靶向复发肿瘤中常见的混合表型细胞群。

这项研究首次系统阐明间充质神经母细胞瘤的衰老相关脆弱性图谱，其科学价值体现在三方面：1）建立溶酶体-SASP评分作为间充质亚型的生物标志物；2）提出MAPK抑制联合senolytics的时序治疗新策略；3）开发的高内涵筛选平台可推广至其他肿瘤的衰老相关研究。临床转化方面，研究涉及的trametinib和venetoclax均为已上市药物，其重新定位应用将加速个性化治疗方案的落地。作者建议未来研究应关注：1）溶酶体膜稳定性与药物外排的关系；2）微环境细胞对治疗诱导衰老的调控作用；3）优化序贯治疗方案的时间窗口。这些发现为攻克神经母细胞瘤治疗抵抗提供了理论框架和实践路径。