通过水凝胶重编程诱导脑膜瘤干细胞特征，并应用脑膜瘤干细胞标记物CXCR4于病理诊断和治疗

《Biotechnology and Bioengineering》：Induction of Meningioma Stem Signature via Hydrogel Reprogramming and Application of Meningioma Stem Cell Marker CXCR4 to Pathological Diagnosis and Treatment

脑膜瘤干细胞通过水凝胶培养诱导后，CXCR4表达上调并与NF2基因突变相关，可作为免疫组化诊断标志物。

　　

摘要

脑膜瘤约占所有原发性脑肿瘤的40%。然而，对于复发性或无法手术切除的病例，有效的治疗方法仍然有限。我们之前已经证明，在特定的水凝胶上培养癌细胞可以高效地诱导多种类型的癌干细胞，我们将这一过程称为“水凝胶激活重编程”（HARP）现象。在这项研究中，我们旨在确定通过水凝胶培养诱导脑膜瘤干细胞所涉及的关键分子。在水凝胶上培养的脑膜瘤细胞被检测了已知的干细胞标志物的表达情况以及其致瘤性。我们进行了微阵列分析，以识别脑膜瘤干细胞特有的标志物，并评估这些标志物分子作为治疗靶点或病理分级诊断工具的潜力。在水凝胶上培养脑膜瘤细胞时，包括Nanog和Oct3/4在内的经典干细胞标志物表达上调。全面的基因表达分析发现了一些与癌干细胞活性相关的分子，其中CXCR4被选为潜在的治疗靶点。用其配体CXCL12刺激CXCR4可以增加干细胞标志物的表达。在人类脑膜瘤病理标本和培养的细胞系中，CXCR4的表达水平与NF2突变和/或缺失之间存在相关性。在伴有脑侵袭的病例中，CXCR4的免疫组化检测结果通常呈阳性，且这种阳性与脑侵袭区域相关。这些发现表明，CXCR4的免疫组化检测可能无需进行分子分析即可用于提示典型的中枢神经系统（CNS）WHO 1级脑膜瘤。我们通过HARP现象定义了脑膜瘤干细胞的特征，并确定CXCR4具有重要的诊断价值。

研究的重要性

除了形态学评估外，免疫组化和遗传学改变越来越多地被纳入中枢神经系统（CNS）肿瘤的诊断标准中。从CNS WHO第5版开始，表观遗传特征（包括DNA甲基化分析）也被纳入诊断标准。在这项研究中，我们诱导了脑膜瘤细胞的表观遗传变化，并成功促进了癌干细胞的形成，这突显了这种方法在脑膜瘤研究和诊断开发中的潜在重要性。此外，微阵列分析发现CXCR4在所有三种水凝胶培养条件下均持续上调。后续分析表明，CXCR4的免疫组化检测可能反映了脑膜瘤干细胞的分布情况，支持其作为诊断标志物的潜力。通过将基础实验结果与临床标本的组织病理学评估相结合，本报告将有助于推进脑膜瘤研究和诊断策略的发展。

数据可用性声明

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