刺猬信号通路调控胃肠胰腺神经内分泌肿瘤中胶质细胞的可塑性和癌变重编程过程

《Molecular Cancer》：Hedgehog signaling drives glial cell plasticity and oncogenic reprogramming in gastroenteropancreatic neuroendocrine neoplasms

本研究发现Men1基因缺失的胶质细胞通过激活Hedgehog信号通路分化为神经内分泌肿瘤，并证实该通路在胃肠胰神经内分泌肿瘤发生中的核心作用。

　　

摘要

背景

在上皮组织和内分泌组织中，Men1基因位点的突变无法生成所有类型的胃肠胰腺神经内分泌肿瘤（GEP-NETs），这提示这些癌症可能存在间质来源。先前有研究表明，神经嵴来源的胶质细胞与垂体和胰腺中的神经内分泌肿瘤有关，但这些研究缺乏明确的机制解释。在本研究中，我们提出了一个假设：由Men1驱动的Hedgehog（HH）信号通路会改变胶质细胞的命运，使其在胃肠道中形成神经内分泌肿瘤。

方法

我们利用免疫荧光染色和临床基因组数据库评估了人类GEP-NETs中HH信号通路的过度激活情况。通过将Cre重组酶表达在人类GFAP和Sox10启动子下游，实现了在胶质细胞系中删除Men1基因。通过免疫荧光染色和免疫印迹分析证实了小鼠GEP-NETs中HH信号蛋白的过表达。我们制备了人类和小鼠的GEP-NET肿瘤样细胞，并将其暴露于HH信号通路的激动剂和抑制剂中。通过删除编码初级纤毛蛋白KIF3A的基因，阻断了Men1缺陷胶质细胞中的HH信号激活，因为KIF3A是传递SHH信号所必需的。

结果

我们发现人类GEP-NETs过表达HH信号通路的成分，包括SHH及其配体受体PTCH1。研究表明，患者来源的GEP-NET肿瘤样细胞在SHH通路激动剂的作用下会增殖。相比之下，仅抑制GLI1/2而不抑制SMO可以减缓肿瘤样细胞的生长。在GFAP⁺和SOX10⁺胶质细胞中遗传删除Men1基因会导致产生过表达HH蛋白的胰腺和肠道NETs。进一步使用tdTomato⁺小鼠证实了GFAP⁺和SOX10⁺胶质细胞在这些肿瘤中的作用。小鼠胰腺、十二指肠和空肠NETs的肿瘤样细胞培养结果再现了患者来源肿瘤样细胞的药物反应。最后，Men1缺陷的肠胶质细胞培养显示了从胶质细胞向神经内分泌细胞的转变，这种转变在抑制HH信号后得到缓解，且在具有受损初级纤毛的GFAP⁺基因小鼠中也能重现这些现象。

结论

我们的研究表明HH信号通路参与了GEP-NETs的发育，并强调了这些肿瘤起源于胶质细胞。