脑膜瘤是中枢神经系统中最常见的原发性肿瘤。虽然最近的研究揭示了较低等级人脑膜瘤的遗传线索，但驱动间变性脑膜瘤的进展和复发的分子决定因素仍然知之甚少，这是一种流行率低但发病率高的最恶性亚型。已经提出恶性脑膜瘤的高复发率与癌症干细胞有关。实际上，肿瘤干细胞样细胞已从各种脑膜瘤亚型中分离出来，但从未从间变性脑膜瘤中获得。在这项研究中，研究人员成功地从人类间变性脑膜瘤中分离出干细胞样细胞。这些细胞能够形成球体和启动异种移植肿瘤，重现间变性脑膜瘤表型，因此可以作为一个恶性脑膜瘤的体外模型。转录因子被认为是良性分泌性脑膜瘤中最常见的突变基因之一。有趣的是，研究人员发现与低度脑膜瘤亚型相比，转录因子在间变性脑膜瘤中下调。通过操纵间变性脑膜瘤干细胞样细胞中的转录因子表达，研究人员证明转录因子在脑膜瘤的恶性进展期间充当肿瘤抑制因子，影响细胞凋亡，增殖，侵袭和细胞周期。这些结果表明转录因子对间变性脑膜瘤的临床干预具有潜在的治疗价值。
　　 脑膜瘤起源于覆盖脑和脊髓的软脑膜的蛛网膜细胞，占所有中枢神经系统肿瘤的三分之一。大多数脑膜瘤是生长缓慢的良性脑肿瘤，属于世界卫生组织良性脑膜瘤，在手术切除后显示出良好的预后。脑膜瘤是恶性肿瘤，列为非典型的脑膜瘤或间变性脑膜瘤，这是更积极的和有复发后的更高的风险切除，导致发病率和死亡率增加。手术切除和放射治疗是唯一设立治疗脑膜瘤，但间变性脑膜瘤的几年生存率，甚至与放疗或立体定向放射外科广泛的治疗后，仍低。这些为明确临床需要更好地理解驱动脑膜瘤恶性进展和复发的分子机制，这可能为恶性脑膜瘤的治疗引入新的医学选择。
　　 一种新兴的范例表明，多种人类肿瘤起源于干细胞样细胞。这些所谓的癌症干细胞被认为可以驱动肿瘤的发生，侵袭和转移。此外，它们被认为与癌症复发和化学抗性或放射抗性相关。实际上，干细胞样细胞已经从人类良性脑膜瘤和横纹肌样脑膜瘤中分离出来，当注射到小鼠脑中时可以引发肿瘤形成并且在体外对放射抗性。然而，这种干细胞样细胞从未从间充质脑膜瘤中分离出来，这是一种间变性脑膜瘤脑膜瘤亚型。因此，到目前为止尚未充分了解间变性间质瘤的起源性质和分子决定因素。脑膜瘤的基因组分析确定了转录因子的高突变率。进一步调查显示转录因子密码子处的赖氨酸至谷氨酰胺突变仅在分泌性脑膜瘤中检测到，这是一种良性脑膜瘤脑膜瘤亚型，暗示了潜在的高度特异性诊断标记物。转录因子是一种脱氧核糖核酸结合转录调节因子，参与多种细胞过程，包括增殖，分化，凋亡和体细胞重编程，从而有助于健康和疾病。特别是，转录因子在癌症中的作用可能是相反的，并且与背景有关。例如，转录因子在乳腺癌和结肠癌中起着肿瘤抑制剂的作用，但在胰腺癌中显示出肿瘤促进作用。最近的研究还表明，转录因子可能通过转录抑制另一种转录因子促进胶质瘤的进展。然而，转录因子是否参与除良性分泌性脑膜瘤以外的人脑膜瘤的发病机制，特别是很少研究的间变性脑膜瘤，仍然不清楚。
　　 在这项研究中，为了确定肿瘤干细胞样细胞是否存在以及转录因子在间变性脑膜瘤中的作用，研究人员分离了间变性脑膜瘤干细胞样细胞，这些细胞被用作恶性脑膜瘤的体外模型。研究人员进一步显示转录因子对这些高致瘤性细胞的肿瘤抑制作用，表明转录因子作为肿瘤抑制因子在间变性脑膜瘤进展中的新作用。为了研究肿瘤干细胞样细胞是否存在于间变性脑膜瘤中，收集了多个人类间变性脑膜瘤手术标本进行细胞分离。这些患者头痛和头晕约几个月。提供了他们的一般临床信息，此处显示了代表性病例的更多细节。术前脑磁共振成像显示一个大的，广泛的肿瘤与位于右颞和中间颅底。下宏观检查肿瘤表现出脑膜瘤形态，与一致性丰富的血管供应和牢固。通过手术切除完成肿瘤切除，术后检查对活检进行。具体地，表现出肿瘤标记核异及有丝分裂，表达的人上皮细胞膜抗原和波形蛋白，和具有由的指示高增殖指数阳性细胞核。此外，肿瘤对孕激素受体呈部分阳性，但对胶质原纤维酸性蛋白或造血祖细胞标记物呈阴性。这些结果证实了人类间变性脑膜瘤病例的诊断。
　　 据推测，球状体来自单个神经和癌症干细胞，并且进行性自我更新扩大了这些球状体内干细胞的比例。为了从间变性脑膜瘤活组织检查中获得原代干细胞样细胞，研究人员采用了如前所述的球体培养方法。同样，显示了来自患者的病例的代表性数据。将切除的间变性脑膜瘤肿瘤组织解离成单个细胞，将多个细胞接种于无血清干细胞培养基中的非粘附培养容器中。第二天，细胞开始聚集成小球。这些球具有分化的潜能，这显示的纺锤状的，粘附的表型是与血清。将初级球体轻轻解离成单个细胞并保持在无血清干细胞培养基中。单细胞在多天后形成二级球，并且能够通过连续传代形成更多代的球体，表明这些间变性脑膜瘤衍生的干细胞样细胞的自我更新特性。另外，球体和离解的细胞专门为干细胞标记物，但均为阴性的神经元祖标记巢蛋白或造血祖标志物。这些细胞在含血清的培养基中分化为表达波形蛋白和弱上皮细胞膜抗原，这表明了类似的细胞标记物表达谱的原发肿瘤。此外，这些细胞显示出的阳性细胞核，提示它们的增殖能力。
　　 研究人员接下来在小鼠异种移植模型中研究了这些间变性脑膜瘤干细胞样细胞的体内致瘤性。皮下接种多个间变性脑膜瘤干细胞样细胞到裸鼠侧腹后几周，可见皮下肿瘤。接种后几周测量肿瘤直径。当在注射部位形成肿块时，在第几周处死小鼠。收集皮下异种移植肿瘤并进行组织病理学分析。这些肿瘤显示出与亲代人间变性脑膜瘤相似的组织学特征，以及上皮细胞膜抗原的强阳性免疫反应性和波形蛋白。这些结果表明，分离的间变性脑膜瘤干细胞样细胞具有高致瘤性，并且在体内启动异种移植肿瘤，在组织学上重现人类间变性脑膜瘤特征。研究人员分析了转录因子微核糖核酸在一系列原发性脑膜瘤组织中的表达与非肿瘤性蛛网膜组织的比较。所有肿瘤组织均表达转录因子，而非肿瘤组织表现出非常低的转录因子水平。当根据其世界卫生组织分级分离肿瘤时，与良性成纤维细胞和脑膜上皮脑膜瘤相比，在恶性非典型和间变性脑膜瘤中检测到显着更低的转录因子表达。此外，与非典型脑膜瘤相比，间变性脑膜瘤中转录因子表达进一步下调。因此，较高的转录因子表达与更良性的脑膜瘤亚型相关，而较低的转录因子表达与更多的恶性脑膜瘤亚型相关，这表明转录因子可以在人脑膜瘤中充当肿瘤抑制剂。
　　为了阐明转录因子在间变性脑膜瘤干细胞样细胞中的潜在抗肿瘤作用，分别使用转录因子转录因子的稳定慢病毒转染重建转录因子敲低和转录因子过表达细胞。通过蛋白质印迹测定慢病毒感染多小时后的转录因子蛋白水平，其表明转录因子表达有效沉默或增强而没有意外的脱靶效应。然后收集这些细胞用于细胞凋亡测量。结果表明，转录因子沉默显著降低凋亡，而过表达转录因子增强显著细胞凋亡。与此相反，敲低转录因子促进细胞增殖，集落形成和细胞侵袭，而过表达转录因子抑制间变性脑膜瘤干细胞样细胞。此外，细胞周期分析显示，转录因子沉默促进细胞进入相，而过表达转录因子被捕。一致地参与凋亡，增殖或细胞周期相关信号传导途径的已知肿瘤抑制因子的蛋白水平在转录因子敲低细胞中显着降低，但在转录因子过表达细胞中显着增加。这些数据表明转录因子在人类间变性脑膜瘤干细胞样细胞中发挥肿瘤抑制功能，可能通过调节其他肿瘤抑制因子。
　　 研究人员的研究结果首次表明，癌症干细胞样细胞存在于间变性脑膜瘤中，而转录因子可能在人脑膜瘤进展和复发中起到肿瘤抑制作用。首先，从人类间变性脑膜瘤中分离出干细胞样细胞，其特征在于自我更新和致瘤性。其次，与低级别脑膜瘤亚型相比，转录因子在间变性脑膜瘤中下调，表明其作为脑膜瘤恶性进展的负面因素。第三，在间变性脑膜瘤干细胞样细胞中靶向转录因子的遗传操作表明转录因子在间变性脑膜瘤的起始和进展中具有肿瘤抑制作用。间变性脑膜瘤占所有脑膜瘤，但临床效果显着，没有任何无进展生存期。与已经对组织病理学特征和分子改变进行了充分研究的其他低级别脑膜瘤亚型相比，人类间变性脑膜瘤的真实性质的知识点完全缺失。间变性脑膜瘤临床病例的稀缺可能是导致这种情况的主要限制因素。恶性肿瘤的高复发率通常与癌症干细胞驱动的邻近组织的浸润有关。然而，目前还没有直接证据证明间变性脑膜瘤中存在这种细胞。因此，研究人员分离间变性脑膜瘤干细胞样细胞的工作对于回答这个问题尤其重要，即干细胞样肿瘤起源细胞确实存在于间变性脑膜瘤中，这可能导致恶性肿瘤和复发。
　　 另一方面，间质性脑膜瘤的高恶性和复发率使其成为理想的模型，无论可用性如何，探索驱动人脑膜瘤恶性进展和复发的分子机制，并评估创新治疗策略的效果。分离的间变性脑膜瘤干细胞样细胞可以维持长期传代，产生具有遗传操作的稳定细胞系，并启动异种移植肿瘤，再现人类间变性脑膜瘤的组织学特征。因此，它们可能是用于脑膜瘤研究的有前景的体外模型，例如作为高通量筛选平台以鉴定参与肿瘤发生的新分子，因此可能是潜在的诊断标志物或治疗靶标。需要注意的是转录因子对的影响是非常情况下的具体是非常重要的。事实上，转录因子中的致癌性功能获得突变已被确定为良性分泌性脑膜瘤的关键驱动事件。然而，在研究人员在本研究中检查的所有恶性间变性脑膜瘤样本中，未发现有意义的功能丧失转录因子突变，这与先前发现突变仅在分泌性脑膜瘤中发现一致，提出一种独立于基因突变的机制。鉴于转录因子在维持干细胞和将体细胞重编程为诱导多能干细胞方面的核心作用，研究人员假设通过多能性干细胞因子维持和重编程，而不是特定的基因突变。转录因子可能是人脑膜瘤恶变和复发的决定因素。事实上，转录因子已被报道为多能性转录网络的关键组成部分，用于原发性人结肠癌细胞重编程以促进转移。似乎对间变性脑膜瘤干细胞样细胞的重编程不能产生多能干细胞，但仍然可以分化并形成脑膜瘤肿瘤的干细胞样细胞。因此，这些细胞的干性可能是至关重要的。转录因子如何影响间变性脑膜瘤干细胞样细胞的干性以及随之而来的脑膜瘤恶性肿瘤需要进一步研究。
　　在研究人员的研究中，与良性脑膜瘤或非典型脑膜瘤相比，在间变性脑膜瘤中，转录因子在肿瘤组织中的表达下调。然而，转录因子是否以及如何在肿瘤基质中差异表达尚不清楚。由于转录因子在维持细胞干性方面很重要，因此转录因子也可能在间变性脑膜瘤干细胞样细胞中特异性上调，作为保护性抑制机制，但这些细胞在恶性脑膜瘤组织中的数量可能较少。为了解决这些问题，需要进一步分析每位患者脑膜瘤基质中的转录因子表达。并且将来需要对包括来自各种脑膜瘤亚型的一系列干细胞样细胞的转录因子和其他相关分子进行全面的表达谱分析。此外，在这里研究人员评估了转录因子操作在细胞自主方式中的作用，因此研究人员不能评论转录因子操作对脑膜瘤微环境的影响。实际上，转录因子发挥重要的血管调节作用，并且微血管壁龛是脑肿瘤中干性的关键调节剂。因此，如果要将转录因子作为人脑膜瘤的治疗靶标进行研究，则对脑膜瘤微环境的转录因子操作的评估是重要的。总之，研究人员的研究建立了来自间变性脑膜瘤的肿瘤干细胞样细胞，并将转录因子鉴定为人脑膜瘤中潜在的肿瘤抑制因子。这些结果提供了一种有效的体外平台来鉴定和评估人脑膜瘤中的分子靶标，特别是很少可用的间变性脑膜瘤，并提出转录因子在间变性脑膜瘤的临床辅助治疗策略中的治疗潜力。