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本文探讨了细胞骨架调控蛋白DIAPH3在胶质瘤发生中的作用。为解决其功能未知的问题，研究者在条件性敲除小鼠模型中发现，DIAPH3与Trp53共缺失可加速高级别弥漫性胶质瘤的发生，其机制与促进全染色体拷贝数改变、内源性DNA损伤及增加胶质瘤干细胞对电离辐射的抵抗有关，提示DIAPH3具有肿瘤抑制功能。
胶质母细胞瘤是大脑中最具侵袭性的恶性肿瘤之一，治疗抵抗和复发是临床上面临的巨大挑战。尽管已知多种遗传变异与胶质瘤的发生发展相关，但细胞骨架调控蛋白在胶质瘤起始和进展中的作用机制仍有许多未解之谜。其中，DIAPH3（Diaphanous相关形成素3）作为细胞骨架的关键调控因子，在细胞分裂中扮演着重要角色。以往研究显示，在小鼠大脑中，缺乏DIAPH3的神经干细胞会出现核分裂和胞质分裂异常，导致细胞周期停滞、非整倍体（染色体数目异常）和有丝分裂灾难。然而，DIAPH3是否在活体（in vivo）胶质瘤发生过程中发挥作用，其缺失会如何影响肿瘤的发生时间和生物学特性，这些关键问题尚不清楚。解答这些问题，不仅有助于深化对胶质瘤起源机制的理解，也可能为寻找新的治疗靶点提供线索。
为探究DIAPH3在胶质瘤发生中的作用，研究者们在小鼠模型中开展了一系列实验。他们首先构建了特异性在小鼠大脑皮层中条件性敲除（Conditional Knockout, cKO）Diaph3基因和Trp53（即p53基因）的小鼠，包括单基因敲除（Diaph3cKO，Trp53cKO）和双基因敲除（dcKO）模型。通过对比这些小鼠的肿瘤发生情况，研究人员能够剖析DIAPH3缺失本身以及其与经典肿瘤抑制基因Trp53缺失协同所产生的效应。在技术层面，研究综合运用了条件性基因敲除小鼠模型构建、比较转录组学分析、全染色体拷贝数变异分析、内源性DNA损伤检测、癌症干细胞样细胞分离培养、以及电离辐射敏感性测定等关键技术方法。这些方法协同作用，从整体动物表型、分子机制到细胞功能多个层面，系统阐明了DIAPH3的功能。
DIAPH3与Trp53共缺失加速胶质瘤发生并缩短小鼠生存期
通过对不同基因型小鼠的长期观察和分析，研究人员发现，与仅敲除Trp53的小鼠相比，Diaph3和Trp53双敲除（dcKO）的小鼠肿瘤出现的时间更早。这意味着DIAPH3的缺失显著加快了胶质瘤的发生进程。更重要的是，这种加速的肿瘤发生与dcKO小鼠更短的生存期直接相关。这一结果表明，DIAPH3的缺失不仅是一个加速因子，而且加剧了疾病的恶性程度，对宿主生存构成了严重威胁。
DIAPH3缺失加剧基因组不稳定性与DNA损伤
为了揭示DIAPH3加速肿瘤发生的潜在机制，研究团队在肿瘤形成前对小鼠脑组织进行了深入的分子分析。他们发现，dcKO小鼠脑组织表现出更显著的全染色体拷贝数改变。拷贝数改变是基因组不稳定的重要标志，常导致癌基因扩增或抑癌基因缺失。同时，dcKO组织中也检测到更高水平的内源性DNA损伤。这些发现将DIAPH3的缺失与肿瘤发生的两个核心驱动力——基因组不稳定性和DNA损伤应答失调——直接联系了起来，为其促癌作用提供了机制解释。
转录组学揭示DIAPH3缺失特异性改变癌症相关基因特征
在肿瘤发生前进行的比较转录组学分析进一步强化了上述发现。分析显示，在dcKO小鼠中，存在一系列癌症相关基因特征的特异性改变，而这些改变在单基因敲除模型中并不明显。这表明，DIAPH3的缺失与Trp53缺失协同，在肿瘤形成早期就重塑了细胞的转录程序，使其更倾向于向癌性状态发展。转录组数据为“DIAPH3缺失加速肿瘤发生进程”这一结论提供了基因表达层面的证据。
DIAPH3调控胶质瘤干细胞样细胞对电离辐射的抵抗性
胶质瘤干细胞被认为是肿瘤复发和治疗抵抗的关键细胞群体。本研究从dcKO小鼠的肿瘤中分离出了癌症干细胞样细胞，并测试了它们对电离辐射的敏感性。结果发现，这些来源于DIAPH3缺失背景的胶质瘤干细胞样细胞，对电离辐射表现出更强的抵抗性。这表明DIAPH3不仅影响肿瘤的发生，还参与调节肿瘤细胞对标准治疗手段（如放疗）的反应。其缺失可能导致肿瘤更具侵袭性且更难被清除。
本研究通过系统的体内外实验证实，细胞骨架调控因子DIAPH3在胶质瘤发生中发挥着肿瘤抑制功能。其缺失会加剧染色体不稳定性（表现为全染色体拷贝数改变）和内源性DNA损伤，与Trp53缺失协同，显著加速高级别弥漫性胶质瘤的早期发生，并导致小鼠生存期缩短。在机制上，DIAPH3的缺失在肿瘤发生前就特异性改变了癌症相关基因的转录特征。更重要的是，研究首次揭示了DIAPH3能调控胶质瘤干细胞样细胞对电离辐射的敏感性，其缺失导致细胞产生放射抵抗。这些发现将DIAPH3确立为一个新的胶质瘤抑制因子，其作用机制与维持基因组稳定性和DNA完整性密切相关。该研究不仅增进了对胶质瘤，特别是高级别胶质瘤发生机制的理解，而且提示DIAPH3及其相关通路可能成为评估肿瘤预后和开发新的联合治疗策略（如与放疗结合）的潜在靶点。这项研究已发表于《Cell Death》期刊。
