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嗅鞘细胞-胶质瘤基因治疗的特洛伊木马

  哺乳动物嗅上皮通过生理周转和整个生命中的损伤持续替代其嗅觉受体神经元的独特能力归因于嗅鞘细胞,这是一种神经胶质细胞类型,当它们从嗅上皮细胞生长到嗅上皮细胞时紧密伴随着轴突。OEC与星形胶质细胞和雪旺氏细胞共享特性并分布在PNS和CNS中,这使它们与典型的神经胶质细胞区别开来。从PNS到CNS的OEC迁移对于神经再生损伤后嗅觉系统和轴突延伸的发展至关重要。由于允许的OEC环境,OECs迁移到损伤部位并增强轴突生长。在中风中,OEC逆转神经功能缺损,保护白质免受缺血性损伤和改善神经功能。OECs与嗅神经成纤维细胞联合克服抑制性纤维化瘢痕,增加帕金森病模型中损伤的黑质纹状体多巴胺能神经元的再生。OECs在脊髓损伤后髓鞘再生轴突,并在植入后诱导不太严重的宿主星形胶质细胞反应,下调炎症。OEC移植在动物模型中获得的有希望的结果导致他们在临床上研究他们在不同病理方面的治疗潜力,包括慢性脊髓损伤和肌萎缩侧索硬化症,但他们从未在癌症的背景下进行过研究。在这里,研究人员利用这些特征,并首次评估了OEC对脑肿瘤的趋向性以及它们作为特洛伊木马的潜在用途“在鼻内给药时提供治疗性转基因,这是OEC向CNS的自然途径。研究人员发现OECs通过鼻道途径进入原发性胶质瘤位点和浸润性GBM干细胞样细胞,并提供CU治疗蛋白,可以将前药5-FC转化为活性剂5-FU,从而导致强大的现场旁观者杀死胶质母细胞瘤即使是单次鼻内给药。

  由于它们对肿瘤部位的向性,不同的干细胞类型,包括间充质,神经和胚胎,已被用作向胶质瘤提供治疗的载体。虽然这些细胞已经显示出一定的前景,但在它们的分离和使用方面仍存在一些挑战。例如,神经干细胞可能从成年大脑中收获,但这个过程既复杂又耗时。作为替代方案,大多数研究使用从胚胎细胞获得的永生化神经干细胞的稳定细胞系,由于伦理,监管和政治问题,这些细胞通常使其使用与胚胎干细胞类似的争议。间充质干细胞来自骨髓,脂肪组织,外周血,脐带血或胎盘;然而,与神经干细胞的情况一样,植入后可观察到局部免疫抑制。此外,已经报道了在长期间充质干细胞培养物中自发形成肿瘤,并且在植入后,一小部分永生化神经干细胞继续增殖。除了干细胞的恶性转化,生长因子和趋化因子的分泌以及干细胞的直接局部免疫抑制作用可以改变肿瘤微环境,从而促进肿瘤生长/转移。嗅鞘细胞,在另一方面,可以容易地从嗅觉上皮,一个简单的程序典型地用于治疗脊髓损伤,允许自体移植,克服二者的伦理问题和宿主移植物排斥。此外,OEC的独特性质,包括通过影响结构重塑和支持的组织修复,免疫系统的调节和毒性大分子的清除,使它们成为脑肿瘤基因治疗的传递载体的极好候选者。注意,没有与OEC移植毒性或肿瘤发生潜力已被报道日期。

  已经提出鼻内途径作为向大脑递送治疗剂的非侵入性替代途径。这种途径将绕过血脑屏障,这是向CNS提供任何治疗的主要问题之一,并限制全身副作用。一旦在鼻腔介绍,药剂通过嗅觉和三叉神经。鼻子到大脑的运输并不仅限于小分子和病毒。显示NSCs和祖细胞以及MSCs在携带脑(和其他类型)肿瘤的小鼠鼻内给药时靶向肿瘤环境。在这种情况下,OEC优于这些细胞用于鼻内递送,OEC在嗅觉神经元受体更新期间从PNS到CNS的自然途径,以及自体移植,缺乏致瘤性,恢复潜力和对炎性提示的固有致变性。

  除了作为特洛伊木马使用之外,OEC还有一些有趣的特性,这些特性在癌症,特别是胶质瘤的背景下可能是一个优势。例如,嗅鞘细胞携带免疫调节性质,都能够吞噬细胞碎片和细菌,并且在不同CNS疾病模型。研究人员的培养实验表明,OEC自身抑制GSCs/GBM细胞增殖,可能具有内在的抗癌作用。最近,脑源性神经营养因子(BDNF),和低剂量的姜黄素以及TNFα已被证明可增强OEC向损伤部位的迁移。研究人员的数据显示,在抑制胶质瘤培养物中TNFα分泌时,OEC迁移减少,支持该细胞因子在OEC向GBM嗜性中的作用。在研究人员的GBM模型中评估这些OEC特性以及这些因素中的一个以及它们与放射和/或替莫唑胺组合的辅助治疗的潜在用途将是有趣的。

  应强调本研究的一些局限性,包括CU转基因的选择,其在肿瘤部位产生5-FU时也杀死OEC。因为研究人员的培养物内研究表明OEC本身可以抑制肿瘤细胞的增殖,所以使用诱导肿瘤细胞杀伤的治疗性转基因,而不是OEC,这可能是值得的,这可能会导致更有效的治疗。一个例子可能是可溶性TRAIL(肿瘤坏死因子凋亡诱导配体),其可由OEC分泌以特异性结合肿瘤细胞上的死亡受体,类似于研究人员发表的神经干细胞研究。此外,鼻内递送途径也可以限于脑/CNS肿瘤的治疗;然而,全身注射可能对治疗其他类型的癌症更有用。

  总之,研究人员首次表明OEC可以通过鼻内给药(OEC对CNS的自然途径)靶向并递送治疗性转基因至脑肿瘤。基于OEC的基因递送的使用不限于CU转基因,在此用作概念证明,但也可以扩展到其他转基因和其他类型的癌症,并且不应限于鼻内施用。

 
 
胶质瘤
  胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤,发病率占颅内原发性肿瘤的50%,居第1位,多见于成人,好发部位以额叶、颞叶、顶叶居多。胶质瘤患者男性发病率高于女性,发病年龄以成人多见,30~40岁为发病高峰年龄。不同病理类型的胶质瘤各有其高发年龄,室管膜瘤的高发年龄在10岁以前,星形细胞瘤多见于中年人,老年人以胶质母细胞瘤多见。
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