グリオマ・シナプスは適応性可塑性のメカニズムを勧誘する

Kathryn R Taylor¹, Tara Barron¹, Alexa Hui¹

¹Department of Neurology and Neurological Sciences, Stanford University, Stanford, CA, USA.

Nature

|November 2, 2023

まとめ

脳由来神経栄養因子 (BDNF) は悪性シナプス可塑性を高めることで膠原腫の進行を促します BDNF- TrkBのシグナル伝達を阻害すると,腫瘍の成長が抑制され,芽細胞腫の生存期間が延長されます.

科学分野:

神経腫瘍学
癌の生物学
神経科学

背景:

神経細胞の活動は,脳由来神経栄養因子 (BDNF) や機能性ニューロンから脳細胞へのシナプスなどのシグナル伝達因子によって,瘤の進行に影響します.
ニューロンの活動によって誘発される結核細胞膜の脱極化は腫瘍の増殖を促します
健康な脳では,BDNFがシナプス可塑性を調節し,接続性と強さに影響を与えます.

研究の目的:

悪性シナプスが健康な脳シナプスに似たBDNFによる可塑性を示すかどうかを調査する.
膠原細胞のシナプス強さと腫瘍の進行を調節するBDNF-TrkB信号伝達の役割を決定する.
膠原腫治療におけるBDNF-TrkBシグナル伝達阻害の治療の可能性を調査する.

主な方法:

トロポミオシン関連キナーゼB (TrkB) を通してCAMKIIへのBDNF媒介のシグナリングを調査した.
AMPA受容体とグルタミン酸が誘発する流れをグリオマ細胞で評価した.
シナプスの強さと増殖を結びつけるために,膠原膜の潜在能力を光遺伝的に制御した.
腫瘍の進行に対するBDNF分泌またはTrkB発現の廃止の効果を調べた.
小児性膠原腫と拡散性ポンチン膠原腫の異種移植モデルでTrkBの遺伝的および薬理学的封鎖を使用した.

主要な成果:

TrkB経由のBDNFシグナル伝達は,AMPA受容体のグリオマ細胞膜への輸送を促進し,グルタミン酸によって誘発される電流の幅を増加させます.
グリオマ細胞における脱極電流の幅の増加は,グリオマの増殖と相関する.
BDNF-TrkBのシグナリングは,ニューロンからグリオマのシナプスの数を調節する.
BDNF分泌またはTrkB発現の抑制は,腫瘍の進行を有意に抑制する.
TrkBを阻害すると,臨床前におけるグリオマの生存期間が延長されます.

結論:

悪性シナプスはBDNF調節された可塑性を示し,健康な脳のシナプス可塑性と機械的特徴を共有する.
BDNF-TrkBのシグナリングは悪性シナプス可塑性を促進し,腫瘍細胞の増殖を増加させることで,膠原腫の進行を増加させます.
BDNF-TrkB経路を標的とした治療はグリオマに対する有望な治療戦略です

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