In vivo functional characterization of EGFR variants identifies novel drivers of glioblastoma

Kwanha Yu , Kathleen Kong , Brittney Lozzi…

Neuro Oncol. 2023 Mar 14;25(3):471-481. doi: 10.1093/neuonc/noac215.

目前GBM的研究存在困扰：大规模GBM的基因组测序发现了大量的突变基因和相关的变异，但仍未阐明单个基因突变的功能意义；体外筛查能够使大量的突变发挥功能，但未考虑到体内谱系或微环境的背景。

作者首次在具有免疫能力的小鼠模型中进行了功能基因组学研究：(1)通过体内编码竞争试验对36个EGFR变异体进行测试，并进行了生存、组织学和分子图谱等研究，共有6个变异体可促进GBM进展；选择A298I、T263P和R108G作为进一步测试的候选驱动基因，以证实了它们驱动胶质瘤形成的潜力，其中A289I作用最强，从而揭示了罕见的突变可能是促进肿瘤进展的主要因素。

(2)为了确定纳入测试的EGFR变异体促进肿瘤细胞生成的分子机制，对变异体驱动形成的肿瘤样本进行RNA测序，并进行生物信息学分析发现，R108K肿瘤中的DEG大多数与核心信号通路的调节有关；A289V与突触活性增高相关；A289I与脂代谢途径有关；总之，这些数据表明，每个驱动变量使用独特的分子机制来驱动GBM肿瘤的发生。

(3)重点分析了最具攻击性的A289I变异体。首先通过对大块肿瘤组织进行无偏性脂质组学筛选来验证其脂质生物合成特征；与A289V相比，三酰甘油酯在A289I肿瘤中显著减少；进一步分析了RNA测序数据，筛选出2个表达与生存高度相关的基因，CD24和MTTP（微粒体甘油三酯转移蛋白）。MTTP在A289I小鼠肿瘤和人GBM样本中表达都很高，而且MTTP在人GBM样本中的高表达与较差的存活率显著相关；而敲除MTTP后，三酰甘油酯合成增加，可减少肿瘤发生。考虑到MTTP与PI3K、MAPK信号通路的密切联系、TP在三酰甘油合成中的作用、以及A289I肿瘤中脂质代谢的失调，推测MTTP可能通过改变细胞内脂质含量而成为抑制胶质瘤生长的潜在靶点。

本研究是第一个涉及到胶质瘤发生相关功能的研究，明确患者多组学数据与其他促成因素功能的相关性是非常重要的，解决这些问题将给患者带来新的希望。

ARL13B promotes angiogenesis and glioma growth by activating VEGFA-VEGFR2 signaling

Limin Chen , Xinsheng Xie , Tiantian Wang…

Neuro Oncol. 2023 May 4;25(5):871-885. doi: 10.1093/neuonc/noac245

肿瘤血管生成对于实体瘤的进展、侵袭和转移至关重要。内皮ARL13B调节小鼠视网膜和大脑的血管发育。此外，内皮细胞中的ARL13B通过控制肿瘤血管生成来调节神经胶质瘤细胞（颅内移植）和黑色素瘤细胞（皮下移植）的生长。机制在于ARL13B与VEGFR2的相互作用，ARL13B通过这种相互作用调节VEGFR2的膜和纤毛定位，从而激活内皮细胞中的下游信号传导。与其致癌作用一致，ARL13B 在人类神经胶质瘤中高表达，这与神经胶质瘤患者的不良预后密切相关。值得注意的是，ARL13B（受ZEB1转录调控） 通过激活神经胶质瘤细胞中的 Hedgehog 信号传导来增强VEGFA的表达。因此，ARL13B通过激活VEGFA-VEGFR2信号传导促进血管生成和肿瘤生长。因此，靶向ARL13B可能成为开发抗神经胶质瘤或抗黑色素瘤疗法的潜在方法。

Novel cancer gene discovery using a forward genetic screen in RCAS-PDGFB-driven gliomas 

Holger Weishaupt, Matko Čančer, Gabriela Rosén, Karl O Holmberg, Susana Häggqvist ...

Neuro-Oncology, Volume 25, Issue 1, January 2023, Pages 97–107, https://doi.org/10.1093/neuonc/noac158

Isocitrate dehydrogenase wt and IDHmut adult-type diffuse gliomas display distinct alterations in ribosome biogenesis and 2’O-methylation of ribosomal RNA

Hermes Paraqindes and others

Neuro Oncol. 2023 Dec 8;25(12): 2191–2206, doi.org/10.1093/neuonc/noad140

Small molecule-mediated disruption of ribosome biogenesis synergizes with FGFR inhibitors to suppress glioma cell growth 

Asimina Zisi  , Dimitris C Kanellis  , Simon Moussaud…

Neuro Oncol. 2023 Jun 2;25(6):1058-1072. doi: 10.1093/neuonc/noac286.

Cancer-associated SMARCAL1 loss-of-function mutations promote alternative lengthening of telomeres and tumorigenesis in telomerase-negative glioblastoma cells

Heng Liu and others

Neuro-Oncology, Volume 25, Issue 9, September 2023, Pages 1563–1575, doi: /10.1093/neuonc/noad022

端粒稳定是确保恶性细胞复制不朽的必要条件。80%GBM通过TERTp突变激活端粒酶；其余GBM的TERTp为野生型,5%可通过染色体重排来上调TERT基因；剩余15%是通过端粒选择性延长(ALT)途径，此部分肿瘤多特征性伴有ATRX功能缺失性突变。我们之前报道了一组成人IDHwt/TERTwt GBM患者存在SMARCAL1功能丧失突变(SWI/SNF相关、基质相关、依赖于肌动蛋白的染色质调节因子亚家族a类基因）。SMARCAL1编码退火解旋酶，通过复制蛋白A (RPA，一种单链DNA结合蛋白)阻止复制叉，促进分叉稳定和重启复制，从而防止退化成DNA DSBs(双链断裂）。其它研究发现SMARCAL1缺乏症在巨细胞GBM肿瘤多见，同时呈现出ALT表型。

在本研究中，我们试图发现SMARCAL1功能缺失突变在原发SMARCAL1缺乏的ALT阳性癌细胞系中的作用，以建立了有价值的临床前模型系统。

首先，从患者来源的细胞系中开发GBM异种移植物(细胞系被证明是AIT阳性和SMARCAL1缺陷,该细胞系被命名为D06MG)。再用免疫组化将原发肿瘤定义为TERT启动子野生型、IDH1/2野生型，保留核ATRX表达的亲代D06MG细胞（称为D06MG-神经干细胞）。然后免疫荧光和荧光原位杂交共染色(IF-FISH)显示，D06MG-神经干细胞表现出易于检测到的ALT- APBs。再通过皮下、颅内移植肿瘤细胞证明了D06MGNSC原代培养物的体内致瘤性。其次，通过对D06MG- NSC亲本细胞、D06MGSubQ和D06MG- IC细胞进行转录组学分析(mRNA-seq)，发现D06MG-IC细胞中上皮到间充质转化基因的下调程度比D06MG-SubQ更大，且D06MG-IC细胞中ALT相关基因的mRNA表达有增加的趋势。之后，使用IF-FISH分析研究这种ALT相关基因表达的富集是否明显在蛋白质水平上体现，通过评估这些细胞系中APBs的丰度结果发现，相对于亲本，D06MG-SubQ和D06MG-IC细胞系中APBs普遍富集。

利用强力霉素诱导的表达系统验证功能性拯救SMARCAL1活性，研究发现恢复SMARCAL1的表达延长了荷瘤小鼠的存活时间，降低了肿瘤发生的总体外显率，结果证明了SMARCAL1缺陷在ALT介导的端粒合成中的功能作用。SMARCAL1的表达导致γ–H2AX共定位的APB减少,抑制了G2/M期端粒的复制应激和DSB的形成。 为明确SMARCAL1功能丧失是否是SMARCAL1缺失的ALT+细胞系重启端粒合成所必须，我们在D06MG-IC细胞和NY细胞中使用EdU脉冲标记，发现在G2同步晚期的D06MG-IC和NY细胞中重新合成DNA，并检测新合成的DNA与APB的共定位。在D06MG-IC细胞和NY细胞中，强力霉素诱导的援救SMARCAL1表达显著抑制了EdU+ APBs的数量，这表明在这些细胞系中，SMARCAL1活性抑制了端粒通过ALT的新生合成。

本研究创立的D06MG模型，独特之处在于它们是来源于未经治疗、ALT阳性的原发GBM细胞；克服了既往患者来源的ATRX缺陷、ALT阳性细胞系和其异种移植在历史上一直受到的限制。同时，SMARCAL1是一种相对较小的蛋白质，在这些细胞中诱导恢复SMARCAL1的表达是可行的，允许在体外和体内动态调节ALT表型的差异。在未来研究中益于进一步了解ALT，与确定针对ALT表型的新型抗癌疗法的的分子机制。

Oncogenic long noncoding RNA LINC02283 enhances PDGF receptor A-mediated signaling and drives glioblastoma tumorigenesis

Anshika Goenka and others

Neuro-Oncology, Volume 25, Issue 9, September 2023, Pages 1592–1604, doi: /10.1093/neuonc/noad065

胶质母细胞瘤（GBM）是一种致命的脑肿瘤，其中长链非编码RNA （lncRNA）在其发病机制中起到了关键作用。尽管这些lncRNA在多种疾病中都显示出调控作用，但由于对许多lncRNA的作用机制理解不足，因此它们在治疗中的应用仍然受限。

近期的研究关注了一个新发现的lncRNA LINC02283，作者使用转录组学和基因组学数据分析了LINC02283和血小板衍生生长因子受体A (PDGFRA)之间的相关性。使用患者来源的胶质瘤干细胞样细胞(GSCs)和原位GBM异种移植物在体内评估了这种新型lncRNA的生物学功能。采用免疫印迹、qRT-PCR、RNA pull down、RNA免疫共沉淀、荧光原位杂交、反义寡核苷酸介导的敲低等方法探讨LINC02283对PDGFRA信号通路的调控作用。使用经病理诊断的GBM患者样本评估临床样本中LINC02283的表达。发现它在PDGFRA突变的胶质瘤患者中高度表达，且与较差的预后相关。进一步的研究揭示，LINC02283与PDGFRA基因位点共同扩增，并与其表达高度相关。实验证实，当降低LINC02283的表达时，致癌性减弱；相反，当LINC02283过表达时，PDGFRA信号增强，导致生存率降低。此外，LINC02283还与PDGFRA以及其下游信号通路的AKT和ERK互作，从而增强其在GBM中的致癌作用。本研究证实了LINC02283在GBM的发病机制中起到了关键作用，特别是与PDGFRA的相互作用。这为lncRNAs作为潜在的GBM治疗靶点提供了新的见解。

TRIM67 drives tumorigenesis in oligodendrogliomas through Rho GTPase-dependent membrane blebbing

Engin Demirdizen, Ruslan Al-Ali , Ashwin Narayanan , Xueyuan Sun…

Neuro Oncol. 2023 Jun 2;25(6):1031-1043. doi: 10.1093/neuonc/noac233.

根据染色体臂1p和19q的共同缺失，IDH突变型胶质瘤分为星形细胞瘤或少突胶质细胞瘤。尽管IDH突变型胶质瘤的基因组变化已经得到了很好的描述，但两种肿瘤类型特有的转录变化尚未完全了解。本文中，作者确定了一种在神经元发育过程中发挥重要作用的E3泛素连接酶（TRIM67），这是一种在少突胶质细胞瘤中显著高表达的癌基因。作者使用了包括患者来源的少突胶质瘤肿瘤球等几种细胞系，通过敲低或过表达TRIM67，将高通量测定（RNA测序、MS和（co-IP）-MS）与功能测定（IF、co-IP和WB）等手段相结合，评估与TRIM67相关的体外表型。并将患者来源的少突胶质细胞瘤肿瘤球直接植入小鼠体内，以确定TRIM67对肿瘤生长和存活的影响。结果发现，TRIM67过表达可改变细胞骨架蛋白的丰度并诱导膜泡的形成。TRIM67介导的膜泡可被非肌肉II类肌球蛋白抑制剂blebbistatin和选择性ROCK抑制剂法舒地尔逆转。NOGO-A/Ro-GTPase/ROCK2信号传导在TRIM67异位表达时发生改变，表明TRIM67诱导膜泡的潜在机制。在表型上，TRIM67的表达导致细胞运动性升高和细胞粘附性降低。在患者来源的少突胶质细胞瘤原位植入模型中，TRIM67加速了肿瘤生长，降低了总生存率，并导致肿瘤边缘波形蛋白表达增加。本研究结果表明，上调TRIM67可通过Rho-GTPase/ROCK介导的信号传导诱导基于膜泡的圆形细胞形态，从而促进神经胶质瘤的发病。

Nonstructural maintenance of chromatin condensin I complex subunit G promotes the progression of glioblastoma by facilitating Poly (ADP-ribose) polymerase 1-mediated E2F1 transactivation

Jianbing Hou and others

Neuro-Oncology, Volume 25, Issue 11, November 2023, Pages 2015–2027, doi.org/10.1093/neuonc/noad111

非结构化染色质凝缩I复合物亚基G（NCAPG），也被称为非结构化染色体凝缩I复合物亚基G，是一种与有丝分裂相关的蛋白，广泛存在于真核细胞中。越来越多的证据表明，NCAPG的异常表达与各种肿瘤密切相关。然而，关于NCAPG在胶质母细胞瘤（GBM）中的功能和作用机制知之甚少。本次研究分析临床数据库和肿瘤样本中检测NCAPG的表达和预后价值，通过体外、体内功能试验评估NCAPG下调或过表达对GBM细胞增殖、迁移、侵袭和自我更新的影响，以NCAPG的分子机制。

我们发现NCAPG在GBM中过表达与不良预后相关。NCAPG的缺失抑制了体外GBM细胞的进展，并延长了体内GBM小鼠模型的存活时间。从机制上讲，我们发现NCAPG正调控E2F转录因子1（E2F1）通路活性。通过直接与E2F1的共激活因子Poly (ADP-ribose)聚合酶1相互作用，促进PARP1-E2F1相互作用以激活E2F1靶基因的表达。有趣的是，我们还发现NCAPG是E2F1的下游靶点，这一点通过ChIP和双荧光素酶实验得到证实。综合数据挖掘和免疫细胞化学分析表明，NCAPG的表达与PARP1/E2F1信号轴呈正相关。这项研究表明，NCAPG通过促进PARP1介导的E2F1转录激活促进GBM的进展，NCAPG是一个潜在的抗癌治疗靶点。

Upstream open reading frame-encoded MP31 disrupts the mitochondrial quality control process and inhibits tumorigenesis in glioblastoma

Nunu Huang and others

Neuro-Oncology, Volume 25, Issue 11, November 2023, Pages 1947–1962, doi.org/10.1093/neuonc/noad099

线粒体超极化是通过提高线粒体质量控制（MQC）活性实现的，是胶质母细胞瘤（GBM）的特征。因此，针对MQC过程，破坏线粒体稳态应该是GBM治疗的一个有前途的方法。我们使用2光子荧光显微镜、荧光激活细胞分选和共聚焦显微镜，结合特定的荧光染料来检测线粒体膜电位（MMP）和线粒体结构。通过mKeima测量了自噬通量。结果发现，MP31是一种由同源磷酸酶和张力蛋白同源物（PTEN）上游开放阅读框（uORF）翻译并在线粒体定位的微肽，它可以破坏MQC过程并抑制GBM的肿瘤发生。在患者来源的GBM细胞中重新表达MP31诱导MMP损失，触发线粒体分裂，但阻止了自噬通量，导致细胞内受损线粒体的积累，随后产生活性氧和DNA损伤。从机制上讲，MP31抑制了溶酶体的功能，并通过与V-ATPase A1竞争LDHB的结合来阻止溶酶体与自噬体的融合，从而诱导溶酶体碱化。此外，MP31通过抑制保护性自噬而增强了GBM细胞对TMZ的敏感性，但在体外和体内对正常的人星形胶质细胞或小胶质细胞（MG）没有副作用。

结论：我们的研究表明，通过重新表达MP31来破坏线粒体质量控制过程是一种有前途的GBM治疗策略。

Targeting integrin α2 as potential strategy for radiochemosensitization of glioblastoma 

Irina Korovina , Anne Vehlow , Achim Temme, Nils Cordes…

Neuro Oncol. 2023 Apr 6;25(4):648-661. doi: 10.1093/neuonc/noac237.

为了寻找局灶黏附的新的潜在癌症靶点，作者团队设计了一个靶向53个编码各种局灶黏附蛋白以及生长因子和细胞因子受体基因的siRNA文库，进行克隆生存试验测试了放疗(化疗)致敏性。结果表明整合素α2靶向显著损害了胶质瘤细胞U343MG的存活，并增强了对TMZ和辐照(IR)的敏感性。这表明整合素α2是治疗GBM的极有希望的候选者。

使用GEPIA网络工具比较分析显示ITGA2（编码整合素α2的基因）mRNA在GBM中显著高表达，并与肿瘤复发相关。根据Ivy GAP数据集分析显示ITGA2的高表达导致GBM患者的总体生存率显著降低。通过构建干细胞样表达整合素α2的GBM细胞模型并评估了整合素α2的其他关键肿瘤相关功能，包括增殖、侵袭、粘附和DNA损伤修复。结果表明GBM细胞中整合素α2的缺失会损害细胞的增殖、粘附和侵袭，而DSB的修复却不会改变。

接下来采用了具有侵袭性、过度血管化和明显核心坏死特征的原位GBM异种移植模型。将整合素α2缺失或对照的表达EGFP和荧光素酶的GS-8 GBM细胞植入小鼠左脑半球2周后，荷瘤动物接受3个周期的放化疗(4 Gy X射线/TMZ)。发光成像显示整合素α2缺陷肿瘤的生长明显延迟。表明整合素α2在肿瘤生长在当前标准放疗/TMZ治疗的反应中发挥了关键作用。

随后作者使用Pamgene®技术测定了磷酸酪氨酸(PTK)和丝氨酸/苏氨酸(STK)激酶的活性谱。在6gy X射线/TMZ给药下，整合素α2缺失的GBM细胞中，有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路优先受到影响。对MAPK信号通路关键组分 (如ERK1/2、p38)以及Akt的磷酸化进行评估，在6 Gy X射线/TMZ后6小时，整合素α2沉默后Ser473-Akt的磷酸化水平只有适度降低，而总Akt、ERK1/2 (Thr202/Tyr204)和p38 (Thr180/Tyr182)的磷酸化形式没有显著变化。随后分析了一些常见的下游靶点发现整合素α2缺陷的U343MG细胞中4E-BP1 (Ser65)磷酸化显著降低。此外，转录因子ATF1水平及其活性显著降低，并在24小时的观察期内保持稳定。同时观察到整合素α2和ATF1缺失时ERK1表达相似，而ERK2水平保持不变。这些数据表明，ATF1和信号介质ERK1在整合素α2介导的GBM细胞放化疗反应中起关键作用。

最后，作者在GBM细胞中进行了单、双、三重缺失整合素α2、ATF1、ERK1和ERK2，并分析了集落的形成和增殖，并通过组合敲低和克隆存活的测量来确定ATF1在功能上位于整合素α2的下游，ERK1和ERK2的上游。同时，荧光素酶报告基因实验分析表明整合素α2调控ATF1启动子活性是通过从-344到-20 bp的区域作用的。此外作者还证明了整合素α2缺乏抑制肿瘤生长，从而延长了原位生长的GBM异种移植物小鼠的存活时间。

综上所述，该研究表明整合素α2可能是克服GBM放射和化疗耐药的一个有希望的靶点。因此，评估整合素α2抑制剂辅助GBM标准放化疗的有效性和安全性是值得的。

USP36 promotes tumorigenesis and drug sensitivity of glioblastoma by deubiquitinating and stabilizing ALKBH5 

Guoqiang Chang, Gloria S Xie, Li Ma…

Neuro Oncol. 2023 May 4;25(5):841-853. doi: 10.1093/neuonc/noac238

胶质母细胞瘤（GBM）是最常见和最具侵袭性的原发性恶性脑肿瘤，其常表现出显著的肿瘤间和肿瘤内异质性。ALKBH5作为一种关键的m6A脱甲基酶，在胶质母细胞瘤干细胞（GSCs）的发生及耐药中发挥着重要作用，而其在GBM中的表达调控机制尚不明确。USP36是一种属于泛素特异性蛋白酶（USP）家族的去泛素酶，可通过去泛素化作用调节多种肿瘤的发生过程，而其在GBM中的表达及对ALKBH5的调控作用尚不清楚。

本篇研究中，作者通过蛋白质印迹、质谱分析和免疫共沉淀技术全面分析了USP36对ALKBH5蛋白表达的影响及相互作用情况，并通过体内和体外泛素化测定检测了USP36对ALKBH5稳定性的影响。同时，作者还利用细胞增殖测定、神经球形成、有限稀释测定和颅内肿瘤生长测定等方法，评估了USP36和ALKBH5在肿瘤发生中的协同能力。结果表明， USP36可通过稳定和调节ALKBH5在GBM中的表达来发挥重要作用，而USP36的耗竭可严重损害细胞的增殖及GSC的自我更新能力，并可增加GSC对替莫唑胺（TMZ）的敏感性。异种肿瘤种植模型的结果同样显示，USP36表达的缺失可显著降低了体内肿瘤的生长。

因此，作者认为USP36-ALKBH5轴对GBM的发生至关重要，这可能是今后GBM治疗的潜在靶点，从而为克服GBM的耐药性提供新的策略。

A novel compound EPIC-0412 reverses temozolomide resistance via inhibiting DNA repair/MGMT in glioblastoma

Jixing Zhao , Shixue Yang, Xiaoteng Cui…

Neuro Oncol. 2023 May 4;25(5):857-870. doi: 10.1093/neuonc/noac242

胶质母细胞瘤（GBM）是中枢神经系统中最致命的癌症，其生存益处往往有限。替莫唑胺（TMZ）作为GBM治疗的一线化疗药物，其作用机制主要是诱导肿瘤细胞全基因组DNA甲基化而发挥其细胞毒性作用，但这种作用可以被细胞内的MGMT和DNA损伤修复途径迅速逆转。目前已知，ATF3-p65-MGMT轴及CDKN1A（p21）-E2F1-DNA损伤修复轴与上述两种途径密切相关。因此，寻找相关靶向药物通过抑制上述两种途径来改善TMZ疗效显得尤为重要。

在本研究中，作者通过高通量筛选得到小分子化合物EPIC-0412，并利用RNA免疫沉淀（RIP）、RNA纯化染色质分离（ChIRP）、染色质免疫沉淀（ChIP）、免疫共沉淀（Co-IP）技术及构建小鼠模型等方法来验证EPIC-0412促使GBM细胞对TMZ治疗敏感性的功效。结果表明，EPIC-0412可阻断HOTAIR和EZH2的结合，导致GBM细胞发生细胞周期停滞和凋亡；EPIC-0412也可通过阻断MGMT启动子区的ATF3-p65-HADC1轴来沉默MGMT的表达。此外，EPIC-0412也可通过影响p21-E2F1 DNA损伤修复轴来抑制GBM细胞中的DNA损伤修复反应。在体实验也表明，EPIC-0412的应用恢复了TMZ在GBM中的敏感性。

因此，本研究发现了一种小分子抑制剂EPIC-0412，它通过作用于p21-E2F1 DNA损伤修复轴和ATF3-pp65-MGMT轴来增强TMZ的化疗效果，为联合表观遗传学药物增加GBM患者对TMZ的敏感性提供了新的证据。

Wnt signaling regulates MFSD2A-dependent drug delivery through endothelial transcytosis in glioma 
Yuan Xie  , Liqun He  , Yanyu Zhang 3, Hua Huang …
Neuro Oncol. 2023 Jun 2;25(6):1073-1084. doi: 10.1093/neuonc/noac288.

药物无法有效通过血脑屏障是导致脑胶质瘤治疗效果不佳的重要原因。近日，由陕西师范大学解源与第四军医大学唐都医院王樑教授课题组牵头，联合瑞典乌普萨拉大学Anna Dimberg课题组与Lene Uhrbom课题组，通过研究证明Wnt信号通路通过小窝介导的内皮细胞胞吞途径调控Mfsd2a依赖的替莫唑胺（TMZ）的传递，证明Wnt信号通路是一个很有希望的治疗靶点，可以改善GBM的药物传递。

以往关于Wnt信号通路在脑肿瘤中的研究大多集中在血脑屏障的调节上，而没有考察其对药物释放的潜在影响，其分子机制有待阐明。本次研究证明，在单细胞水平，Wnt通路的激活和血脑屏障基因的表达相关，应用Wnt信号通路抑制剂LGK974能够显著提高化疗药物替莫唑胺向肿瘤组织递送，可协同增强替莫唑胺的抗肿瘤效果。通过对肿瘤血管细胞进行转录组测序分析发现，Wnt信号通路阻断能够降低血脑屏障关键分子Mfsd2a的表达，同时增加血管通透性标记物Plvap和细胞囊泡胞吞转运标记物CAV1的表达。应用Mfsd2a敲除（Mfsd2a-ko）小鼠和可持续表达Mfsd2a的Mfsd2a-GOF(Cdh5-CreERT2; ROSA26STOPfloxMfsd2a/TdTomato）小鼠，发现Wnt信号通路调控化疗药物递送依赖Mfsd2a的表达。此外，应用体外血脑屏障模型、CAV1敲除（CAV1-ko）小鼠、Cav1/Mfsd2a双敲小鼠，发现降低caveolae介导的细胞胞吞转运后可影响Mfsd2a敲除对化疗药物递送的调控作用。本研究揭示Wnt/Mfsd2a/caveolae-mediated transcytosis 轴是提高化疗药物递送的重要靶点，为胶质瘤的治疗方案设计提供重要依据。

Lysine-specific histone demethylase 1A (KDM1A/LSD1) inhibition attenuates DNA double-strand break repair and augments the efficacy of temozolomide in glioblastoma

Salvador Alejo and others

Neuro-Oncology, Volume 25, Issue 7, July 2023, Pages 1249–1261, doi: 10.1093/neuonc/noad018

胶质瘤干细胞（GSCs）能有效修复标准疗法诱发的DNA损伤，从而导致治疗抵抗。研究表明，表观遗传修饰因子——赖氨酸特异性组蛋白去甲基酶1A（KDM1A/LSD1）在胶质母细胞瘤中高表达，具有增强GSCs修复DNA双链断裂的能力；抑制KDM1A可减弱TMZ治疗后的DNA同源重组和非同源末端连接修复。然而，KDM1A在替莫唑胺（TMZ）耐药机制中的作用、寻找一种KDM1A特异性、有效穿越血脑屏障的抑制药物以及KDM1A抑制是否能够增强GSCs对TMZ敏感性仍缺乏研究。

本研究1）从安东尼奥分校肿瘤标本库的原发GBM中提取GSCs并培养为神经球，进行CellTiter-Glo 2.0细胞存活率测定、神经球形成和极限稀释实验、彗星试验、RNA-seq、RT-qPCR 和染色质免疫沉淀分析，检测KDM1A基因敲除、抑制剂与TMZ联合作用对GSCs活力的影响；2）利用GSC 082209细胞进行CUT&Tag测序和数据分析、蛋白印迹分析及RT-qPCR试验；3）对患者来源的GSCs细胞进行γH2AX、RAD51和53BP1焦点形成测定、彗星试验；4）静脉和口服方式给予雄性 Sprague Dawley大鼠KDM1A抑制剂NCD38，进行相关的药代动力学和脑生物利用度分析；5）选用NOD.CB17-Prkdcsord/NCr1小鼠接种患者来源的GSCs细胞，建立活体原位脑肿瘤模型，对KDM1A相关干预措施予以生存分析，并对肿瘤组织进行Ki67、cleaved caspase3、γH_2AX免疫组化检测。

结果表明：①KDM1A基因敲除增强TMZ在降低GSCs活性、神经球形成和自我更新方面的效果；NCD38治疗与TMZ具有协同作用，并可提高在原位异种模型中的疗效，提高总体生存率；②NCD38作为一种脑透性KDM1A抑制剂，使TMZ对处理的GSC更敏感；③KDM1A在DNA DSB修复基因的转录起始位点富集；KDM1A-KO、-KD和KDM1A抑制都会导致GSCs中DNA DSB修复基因的下调；与NCD38组相比，KDM1A-KO组中有更多基因被改变，这部分反映了KDM1A以去甲基化酶依赖性和独立性方式调节基因表达的能力，而NCD38仅抑制KDM1A去甲基化酶依赖性基因表达； ④ KDM1A 抑制降低了GSC修复TMZ介导的DNA 损伤的能力。

然而，仍需进一步研究确定KDM1A抑制剂的安全性、有效性和脱靶效应。TMZ和KDM1A抑制剂NCD38的组合可能代表治疗GBM的新治疗策略。

Insulin feedback is a targetable resistance mechanism of PI3K inhibition in glioblastoma 

Evan K Noch and others

Neuro Oncol. 2023 Dec 8;25(12): 2165–2176, doi.org/10.1093/neuonc/noad117

胰岛素反馈是导致PI3K抑制在癌症中临床疗效不佳的关键机制，而高血糖是与胶质母细胞瘤预后不良相关的独立因素。我们在胶质母细胞瘤小鼠模型中研究了联合抗高血糖治疗，并评估了胶质母细胞瘤患者临床试验数据中血糖控制的相关性。 通过患者来源的胶质母细胞瘤细胞和原位胶质母细胞瘤小鼠模型，评估抗高血糖方案（二甲双胍和生酮饮食）与PI3K抑制相结合的效果。在复发性胶质母细胞瘤患者中进行的选择性PI3K抑制剂buparlisib的 2期临床试验中，回顾性评估血液和肿瘤组织中的胰岛素反馈和免疫微环境进行。

结果显示，PI3K抑制会引起小鼠高血输口高胰岛素血症，二甲双胍与PI3K抑制相结合可提升原位胶质母细胞痛异种移植模型的治疗效果。通过检查临床试验数据，我们发现血糖高是胶质母细胞瘤患者的无进展生存期表现较差的一个独立因素。研究还发现，PI3K抑制增加了胰岛素受体的激活以及这些患者肿瘤组织中T细胞和小胶质细胞的丰度。由此可以看出，减少胰岛素反馈可提高PI3K抑制对小鼠胶质母细胞瘤的疗效，而高血糖会恶化接受PI3K抑制治疗的胶质母细胞瘤患者的无进展生存。这些发现表明，高血糖是与胶质母细胞瘤中PI3K抑制相关的关键耐药机制，抗高血糖治疗可能会增强PI3K抑制剂对胶质母细胞瘤患者的疗效

EPIC-0307-mediated selective disruption of PRADX–EZH2 interaction and enhancement of temozolomide sensitivity to glioblastoma via inhibiting DNA repair and MGMT

Lei Xin and others

Neuro-Oncology, Volume 25, Issue 11, November 2023, Pages 1976–1988, doi.org/10.1093/neuonc/noad102

在胶质母细胞瘤（GBM）中，替莫唑胺（TMZ）的治疗效果因耐药性而受到限制。O-6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶（MGMT）和固有的DNA损伤修复因子的水平对于患者对TMZ的反应至关重要。本次研究报道了一种名为EPIC-0307的新型化合物，它通过抑制特定的DNA损伤修复蛋白和MGMT表达来增加TMZ的敏感性。通过分子对接筛选得新型化合物EPIC-0307，研究使用RNA免疫沉淀（RIP）和染色质免疫沉淀通过RNA（ChIRP）实验来验证其阻断效果。染色质免疫沉淀（ChIP）和共免疫沉淀（Co-IP）实验用于探讨EPIC-0307的作用机制。通过一系列体内和体外实验，以评估EPIC-0307在GBM细胞中对TMZ的增敏作用。

结果发现EPIC-0307可选择性破坏PRADX与EZH2的结合，上调P21和PUMA的表达，导致GBM细胞发生细胞周期停滞和凋亡。当与TMZ联合使用时，EPIC-0307通过下调TMZ诱导的DNA损伤修复反应和通过调节ATF3-pSTAT3-HDAC1调节复合物到MGMT启动子的募集来表观遗传地沉默MGMT表达，表现出对GBM的协同抑制作用。EPIC-0307在GBM细胞的肿瘤发生中显示出显著的抑制作用，恢复了TMZ的敏感性。这种潜在的小分子抑制剂（SMI）EPIC-0307，它选择性破坏PRADX-EZH2相互作用以上调肿瘤抑制基因的表达，从而对GBM细胞发挥抗肿瘤作用。EPIC-0307治疗还通过表观遗传下调与DNA修复相关的基因和MGMT表达来增加GBM细胞中TMZ的化疗效果。

M2 isoform of pyruvate kinase rewires glucose metabolism during radiation therapy to promote an antioxidant response and glioblastoma radioresistance

Justine Bailleul and others

Neuro-Oncology, Volume 25, Issue 11, November 2023, Pages 1989–2000, doi.org/10.1093/neuonc/noad103

胶质母细胞瘤（GBM）患者耐药是治疗过程中一个重大挑战，其中一个重要因素是放疗中的代谢可塑性。在这里，我们研究了GBM细胞如何响应RT重新编程葡萄糖代谢，以促进放疗耐药。

对现有疗法的耐药性是改善胶质母细胞瘤（GBM）患者预后的一个重大挑战。代谢可塑性已成为导致放疗（RT）在内的治疗抵抗的重要因素。本研究关于GBM细胞如何重新编程其葡萄糖代谢以响应RT来促进放疗抗性。使用代谢和酶学分析、靶向代谢组学和FDG-PET等方法，在体外和体内研究了RT对人体GBM样本葡萄糖代谢的影响。通过干扰M2型丙酮酸激酶（PKM2）活性，测试了放疗增敏的潜力，并进行了成胶质瘤形成实验和体内人类GBM模型研究。

通过研究发现，RT诱导GBM肿瘤细胞葡萄糖利用率增加，并伴有GLUT3转运蛋白向细胞膜的转位。受辐射的GBM细胞将葡萄糖碳通过戊糖磷酸途径（PPP）输送，利用PPP的抗氧化能力，支持辐射后的生存。这一反应部分受PKM2调节。PKM2的激活剂可以拮抗辐射诱导的葡萄糖代谢重编程，并在体外和体内使GBM细胞对放射治疗敏感。这些发现为开发针对癌症特异性代谢可塑性调节器的干预措施，而不是特定代谢途径的干预措施，以改善GBM患者的放射治疗结果的可能性打开了大门。