摘要
神经母细胞瘤包含从肾上腺素型(adr)到间质型(mes)的肿瘤细胞谱系,其中间质型复发率高且对常规治疗反应差。通过分析91个儿科细胞模型对76种抗癌药物的敏感性,发现间质型神经母细胞瘤具有高基础溶酶体水平,与衰老相关分泌表型(SASP)和鞘脂代谢通路相关。化疗可进一步诱导溶酶体积累,提示治疗诱导的衰老现象。值得注意的是,MEK抑制剂与BCL2家族抑制剂的联合治疗对复发性神经母细胞瘤细胞系最有效,这一结论通过223例患者样本基因表达分析、患者来源类器官药物敏感性分析和斑马鱼胚胎异种移植模型得到验证。
研究亮点
- 通过系统药物筛选发现神经母细胞瘤亚型特异性弱点,聚焦间质型肿瘤的溶酶体功能和衰老机制
- 结合高内涵共聚焦成像与代谢活性检测,揭示MEK抑制剂与BCL2抑制剂的协同作用
- 在类器官培养、斑马鱼移植模型中验证MEK/BCL2联合疗法的有效性
引言
神经母细胞瘤是儿童最常见的颅外实体瘤,其异质性导致临床预后差异显著。间质型肿瘤亚群在复发病例中富集,并对顺铂等常规化疗药物耐药。本研究通过分析91个细胞模型的药物敏感性谱,结合高内涵成像技术,重点研究MEK信号通路抑制与衰老诱导的协同作用。
材料与方法
细胞培养与患者来源组织模型
研究涵盖来自INFORM注册项目的患者来源长期培养细胞(n=5),包括MYCN扩增、ALK突变等分子特征(INF_R_1551至INF_R_2077)。斑马鱼胚胎移植模型使用INF_R_1632患者的MYCN扩增肿瘤细胞。
药物敏感性分析
使用76种抗癌药物库进行筛选,包括24个三维培养神经母细胞瘤细胞系。通过Cell Titer Glo检测代谢活性,采用非对称曲线拟合计算药物敏感评分(DSSasym)。
高内涵成像分析
通过溶酶体染料(Lysotracker Red)、溶酶体膜蛋白(LAMP1/LAMP2)免疫荧光和机器学习算法定量衰老相关表型。结合单细胞RNA测序分析SASP基因表达特征。
结果
间质型神经母细胞瘤对MEK抑制剂敏感
PCA分析显示间质型细胞对MEK抑制剂(曲美替尼、司美替尼、考比替尼)敏感性显著升高(p<0.001)。MAPK通路活性评分(MPAS)与间质型基因特征呈正相关(R=0.67),且与MEK抑制剂敏感性正相关(图1E)。
间质型细胞呈现预衰老表型
间质型细胞基础溶酶体水平是肾上腺素型细胞的4倍(p<0.001),且表达SASP相关基因(IL-6、MMP3)。曲马多治疗后,间质型细胞溶酶体数量增加2.3倍,而肾上腺素型细胞因死亡而减少(图3A)。
联合治疗策略验证
曲美替尼序贯navitoclax(BCL2/BCL-XL抑制剂)治疗显著抑制斑马鱼移植瘤生长(部分缓解率23.7% vs 对照组5.5%;p<0.0001)。患者来源的混合型神经母细胞瘤(INF_R_1632)对MEK/BCL2联合方案敏感(图5)。
讨论
本研究揭示间质型神经母细胞瘤的双重弱点:
- MEK依赖的MAPK信号通路激活
- 预衰老表型导致的溶酶体功能脆弱性
临床前模型验证显示,序贯使用MEK抑制剂(诱导衰老)与BCL2抑制剂(清除衰老细胞)可突破传统化疗耐药屏障。尽管navitoclax因血小板减少副作用限制临床应用,但新一代BCL2降解剂(如ARV-110)有望改善安全性。
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