新加坡国立神经研究院的Melanie Si Yan Tan等通过对GBM患者的STAT3表达进行风险和治疗分析,揭示STAT3分层的临床意义。其结果发表在2019年8月的《Nature Communications》在线。
——摘自文章章节
【Ref: Tan MSY, et al. Nat Commun. 2019 Aug 9;10(1):3601. doi: 10.1038/s41467-019-11614-x.】
研究背景
基于STAT3基因分层的神经胶质瘤靶向治疗的研究包含三方面含义。首先,必须对所有发展阶段的肿瘤进行表达分析,以明确是否使用STAT3抑制剂。未进行基因分层可能无法在STAT3低表达组中获益。其次,由于STAT3是影响胶质瘤神经元前型向间充质型转变的关键,因此在肿瘤非间充质的情况下,早期分层可能减轻向亚型的转换。最后,胶质瘤恶性进展过程中,除EGFR激活外的其它机制可以促进STAT3信号传导。肿瘤异质性是胶质母细胞瘤(GBM)的特征之一,并对治疗产生负面影响。之前的研究表明,间充质型的GBM比神经前体型的GBM预后更差。STAT3在GBM中往往异常激活,其异常激活多发生于神经前体型向间充质型转变。新加坡国立神经研究院的Melanie Si Yan Tan等通过对GBM患者的STAT3表达进行风险和治疗分析,揭示STAT3分层的临床意义。其结果发表在2019年8月的《Nature Communications》在线。
研究方法
为表示STAT3在胶质瘤中起重要的生物学作用,作者首先通过基因共表达和预后关联分析,总结STAT3调控的特征基因。STAT3特征基因高表达的胶质瘤样本,多存在于间充质型和经典型胶质瘤中,并且预后较差。因此,STAT3对胶质瘤的异质性起重要作用。接着作者发现,STAT3特征基因高表达的胶质瘤前体细胞系(GPC)对STAT3抑制剂的半抑制最大浓度更低,提示对STAT3抑制剂有更好的治疗效果。应用STAT3抑制剂后,STAT3特征基因高表达的GPC自我更新、侵袭性和细胞活性明显的降低。STAT3特征基因高表达的荷瘤小鼠应用STAT3抑制剂可以有效延长小鼠的生存时间,但是抑制剂对STAT3特征基因低表达的荷瘤小鼠无效。
研究结果
分析STAT3特征基因低表达肿瘤的耐药机制研究中,作者发现STAT3特征基因低表达肿瘤中,存在剂量依赖、高表达的基因,IGFBP2显著上调。IGFBP2也是STAT3的转录靶点。作者观察到,在体内和体外实验中使用STAT3和IGF-IR双抑制后,对STAT3特征基因低表达肿瘤有明显的协同作用。作者还发现,检测STAT3特征基因对于肿瘤分层的效果比单独检测磷酸化STAT3更具有优势。STAT3特征基因与抑制剂的IC50有显著的负相关,提示根据STAT3特征基因分层可以更好地判断其治疗效果。
结论
综上所述,该研究通过对胶质瘤的STAT3特征基因表达进行分层,可以有效地提示靶向治疗的效果。应用STAT3相关抑制剂,能降低胶质瘤复发的风险。