Возникновение опухолей всегда было загадкой в научном сообществе.
Благодаря неустанным усилиям в течение более чем шести лет исследовательская группа под руководством профессора Лю Чуна из Школы мозга и медицины мозга Чжэцзянского университета, Второй дочерней больницы, Школы медицины Чжэцзянского университета и лаборатории Лайнчжу впервые продемонстрировала уникальная причинно-следственная связь между обонятельным сенсорным опытом и глиомагенезом.
Результаты их исследования были опубликованы в журнале Nature 11 мая.
Глиома высокой степени злокачественности является наиболее распространенной злокачественной первичной внутричерепной опухолью с ежегодной заболеваемостью от 3 до 8 случаев на 100 000 человек. Медиана периода выживания составляет немногим более 15 месяцев с момента постановки диагноза до смерти. Пациентам необходимо пройти ряд терапий, таких как хирургическое вмешательство, лучевая терапия и иммунотерапия. Считается, что как генетические факторы риска, так и канцерогенные факторы способствуют образованию глиом. Однако связь между экологическими стимулами и глиомой остается неизвестной.
Профессор Лю задался вопросом, что может послужить триггером для глиомы. «Рост опухолевых клеток взаимодействует с окружающими клетками и передает соответствующую информацию. Нейроны являются основной единицей мозга, и они функционируют через нервную цепь. Поэтому мы сосредоточимся на активности нейронов, чтобы выяснить, влияет ли она на глиомагенез», — сказал проф. Лю.
Чтобы разгадать взаимосвязь между экологическими стимулами и глиомагенезом, исследователи должны в первую очередь построить автохтонную генетическую модель мыши, чтобы воспроизвести взрослый глиомагенез, происходящий, например, из клеток-предшественников олигодендроцитов (OPCs). Тщательный анализ показал, что в этой мышиной модели глиома возникла в основном из обонятельной луковицы (OB) — области передачи информации между нейронами обонятельных рецепторов (ORN) и митральными и пучковыми (M/T) клетками.
«Теперь, когда глиома преимущественно возникает в OB, будет ли активность нейронов в обонятельной цепи влиять на появление глиомы?» — недоумевали исследователи. Эта «умопомрачительная» вспышка вдохновения стала поворотным моментом в этом исследовании. Исследовательская группа подтвердила эту гипотезу серией экспериментов.
В этом исследовании они использовали передовую хемогенетическую технологию для специфического управления нейрональной возбудимостью ORN. Они обнаружили, что ингибирование активности ORN значительно уменьшает размер опухоли, тогда как активация их активности увеличивает размер опухоли. Поэтому был сделан вывод, что возбудимость нейронов ORN является корнем глиомагенеза.
Чтобы еще раз проверить этот вывод, исследователи подавили обонятельные входы через окклюзию ноздрей с помощью небольших пробок. Они обнаружили, что при окклюзии ноздрей опухоли в обонятельной луковице значительно задерживаются, что указывает на то, что обонятельные стимулы могут регулировать глиомагенез.
Инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF1) играет важную роль в нормальном обонятельном поведении у мышей, и предполагается, что его экспрессия и/или секреция в нейронах зависят от активности. Профессор Лю и его команда создали инновационную модель мыши, которая может индуцировать глиомагенез и одновременно нокаутировать IGF1 именно в М/Т-клетках. Результаты ясно продемонстрировали, что нокаут IGF-1 в клетках M/T приводит к значительному уменьшению объема опухоли. В последующих экспериментах они одновременно активировали обонятельные сенсорные нейроны и блокировали сигнальные пути IGF1; и обнаружили, что проопухолевые эффекты, вызванные обонятельной активацией, были полностью устранены. Это ключевое твердое доказательство, демонстрирующее, что обонятельная активность регулирует глиомагенез главным образом через сигнальные пути IGF1.
«Во всем процессе глиомагенеза IGF1, высвобождаемый М/Т-клетками из-за обонятельных стимулов, эквивалентен сигналам роста от башни передатчика радиоволн. Так же, как электрическая волна принимается антенной, этот сигнал принимается рецептор IGF1 и передается опухолевым клеткам, тем самым инициируя злокачественное новообразование и пролиферацию клеток», — сказал профессор Лю.
Это исследование вдохновляет на исследования взаимосвязи между различными сенсорными стимулами (такими как зрение, слух, вкус, осязание и т. д.) и онкогенезом. Углубленное исследование, основанное на этом исследовании, может позволить людям лучше понять природу онкогенеза и открыть новые возможности для профилактики, раннего вмешательства и лечения глиомы.
