脑膜瘤是成人中最常见的原发性颅内肿瘤。虽然大多数脑膜瘤是可以通过手术切除治愈的缓慢生长的肿瘤，但是一部分表现出更具攻击性的行为并且在手术和放射治疗后仍然无法再次发生，没有有效的替代治疗选择。在脑膜瘤肿瘤发生中阐明关键的促有丝分裂途径可能提供新的治疗策略。研究人员进行了整合的基因组和分子分析，以表征骨甘氨酸在脑膜瘤中的表达和功能，并探索了表达骨甘氨酸的脑膜瘤的可能治疗方法。通过核糖核酸微阵列和核糖核酸评估人脑膜瘤中的骨甘氨酸微小核糖核酸表达。在具有稳定的骨甘氨酸过表达的人脑膜瘤细胞系中评估骨甘氨酸对细胞增殖，集落形成和促有丝分裂信号级联的影响。此外，评估了在骨甘氨酸过表达的脑膜瘤细胞中引入基因同源物抑制剂的功能性后果。与其他脑肿瘤和正常脑组织相比，脑膜瘤中骨甘氨酸微小核糖核酸表达显着增加。与用对照载体转染的细胞相比，骨甘氨酸过表达的脑膜瘤细胞表现出升高的细胞增殖速率，细胞周期激活和集落形成。此外，神经纤维瘤病微小核糖核酸和蛋白质表达在骨甘氨酸过表达细胞中均减弱。相反，与对照细胞相比，在骨甘氨酸过表达细胞中途径和基因同源物活化增加。最后，基因同源物抑制剂的引入减少了脑膜瘤细胞中的骨甘氨酸表达并导致细胞死亡和自噬增加，提示骨甘氨酸和基因同源物之间的相互关系。研究人员将骨甘氨酸鉴定为脑膜瘤增殖中的新型致癌基因。基因同源物抑制降低了脑膜瘤细胞中的骨甘氨酸蛋白水平，伴随着细胞死亡的增加，这为具有骨甘氨酸过表达的脑膜瘤提供了有希望的治疗选择。
　　 脑膜瘤占成人所有原发性脑肿瘤的约三分之一，并且来自脑和脊髓周围的脑膜。世界卫生组织将脑膜瘤分为良性，非典型和间变性，几种组织学亚型。大多数脑膜瘤是良性的并且生长缓慢，如果指示治疗，则在手术切除后有效控制。然而，非典型-间变性脑膜瘤和位于颅底的脑膜瘤由于易于复发，过早发病和疾病死亡，尽管进行了手术和放射治疗，因此提出了管理方面的挑战。缺乏有效的药物治疗选择促使进一步定义脑膜瘤生物学以提供治疗的替代策略。脑膜瘤是最早与基因组驱动相关的肿瘤之一，发现神经纤维瘤病是一种以神经鞘瘤和脑膜瘤发生为特征的遗传性遗传疾病，在神经纤维瘤病基因突变的情况下出现。最近对脑膜瘤的下一代基因组分析揭示了小鼠胸腺瘤病毒致癌基因同源物，磷酸肌醇激酶催化多肽，平滑化，抑制基因同源物的额外复发突变。融合，受体相关因子相关，基质相关，染色质的肌动蛋白依赖性调节因子，亚家族成员，核糖核酸聚合酶非典型亚基，端粒酶逆转录酶启动子，和相关蛋白。这些以及神经纤维瘤病的蛋白质产物的损失另外，联等有丝分裂途径的下游激活相关，产生不受控制的肿瘤生长。然而，脑膜瘤发生发生的确切机制仍未完全了解。
　　 骨甘氨酸起着在生理条件的关键作用，如骨的形成和正常脉管系统，以及病理过程，包括血管分化和重塑。与血管损伤相关的细胞因子，如碱性成纤维细胞生长因子，转化生长因子，血小板衍生生长因子和血管紧张素非典型，下调骨甘氨酸基因表达。此外，骨甘氨酸是心室肥大的主要调节因子。然而，骨甘氨酸是否参与脑膜瘤发展目前尚不清楚。研究人员进行了一项综合的基因组和分子分析，以确定骨甘氨酸在脑膜瘤中的表达，说明骨甘氨酸如何通过与脑膜瘤形成的其他驱动因子的相互作用促进脑膜瘤细胞生长，并探索骨甘氨酸的可能治疗方法。表达脑膜瘤。福尔马林固定，石蜡包埋的人脑膜瘤标本收集自布里格姆妇女医院病理科，并附有相应的临床记录和病理报告。由两位神经病理学家评价对应于每种肿瘤的苏木精和伊红染色切片，用于选择具有大于估计的肿瘤纯度的样品。将多个脑膜瘤编辑成组织微阵列形式用于后续分析。该研究得到了布莱根妇女医院和哈佛医学癌症研究所的机构审查委员会的批准。使用具有骨甘氨酸的核糖核酸测定法进行脑膜瘤组织微阵列中骨甘氨酸转录物的原位检测和核糖核试剂盒遵循制造商的方案。如前所述，使用颜色反卷积获得单个染色图像。在调节颜色阈值后，测量阳性染色的强度。光密度-对数用于统计分析。
　　 为了确定脑膜瘤中骨甘氨酸的表达水平，分析了几个脑肿瘤和正常人脑的微阵列数据。与阴性对照相比，与几个其他肿瘤和正常脑组织相比，脑膜瘤中的骨甘氨酸微小核糖核酸表达显着增加。为了证实这一发现，进行核糖核酸以量化所有等级和病理学亚型的脑膜瘤中的骨甘氨酸微小核糖核酸水平。过渡性和非典型脑膜瘤表现出最高水平的骨甘氨酸微小核糖核酸，而脑膜瘤表现最低。在已知治疗状态的脑膜瘤中，骨甘氨酸初级和复发性肿瘤中的微小核糖核酸表达水平相当。与核糖核酸水平一致，骨甘氨酸蛋白表达在脑膜上皮和非典型亚型中较高，但在通过蛋白质印迹测定的和横纹肌样脑膜瘤中较低。为了确定骨甘氨酸对脑膜瘤细胞增殖的促有丝分裂作用，研究人员将骨甘氨酸构建体稳定转染到具有最低水平的内源性骨甘氨酸的恶性人脑膜瘤细胞系脑膜瘤细胞系中，通过确认微小核糖核酸表达和蛋白质。
　　 体外骨甘氨酸过表达的功能评估显示在多小时时比对照细胞具有更高的增殖速率以及在软琼脂中更活跃的肿瘤细胞集落形成。对应于这种增加的增殖行为，与对照细胞相比，在骨甘氨酸过表达细胞中观察到细胞周期调节剂细胞周期蛋白的更高水平的蛋白质表达。为了证实骨甘氨酸对细胞增殖的促有丝分裂作用，使用核糖核酸在稳定转染的细胞中敲除骨甘氨酸，在几小时时微小核糖核酸和转染后几小时的蛋白质表达显着减少。与具有稳定表达骨甘氨酸的细胞相比，具有敲低骨甘氨酸的脑膜瘤细胞也表现出显着降低的细胞增殖和细胞周期标志物细胞周期蛋白和细胞周期蛋白的表达。肿瘤抑制因子神经纤维瘤病的功能丧失在脑膜瘤的发生和发展中起驱动作用。研究人员对脑膜瘤细胞系细胞系进行了全外显子组测序，未发现神经纤维瘤病突变或号染色体缺失。为了确定骨甘氨酸在细胞中的作用是否由神经纤维瘤病介导，转录和翻译水平的神经纤维瘤病表达通过转染骨甘氨酸后的印迹来评估。在表达骨甘氨酸的脑膜瘤细胞中神经纤维瘤病微小核糖核酸表达减弱，随后神经纤维瘤病蛋白水平相应降低。与这些发现一致，在两组中观察到的阳性免疫染色，在骨甘氨酸表达细胞中表达减弱。
　　 为了证实体外发现，人脑膜瘤核糖核酸微阵列数据的相关性分析显示神经纤维瘤病微小核糖核酸和骨甘氨酸微小核糖核酸之间显着的负相关。研究人员用整个外显子组或全基因组测序数据进一步分析了几个脑膜瘤，遗传改变的频率分析揭示了具有更高骨甘氨酸微小核糖核酸表达的人脑膜瘤中神经纤维瘤病或的增加。为了证实骨甘氨酸和神经纤维瘤病之间的反向关系，评估具有完整神经纤维瘤病或神经纤维瘤病缺失的人脑膜瘤的骨甘氨酸蛋白表达，揭示具有神经纤维瘤病缺失的脑膜瘤表达更高水平的骨甘氨酸。在肿瘤发生脑膜瘤，包括损失几个生物学途径神经纤维瘤病和突变基因同源物，被假定通过促有丝分裂的途径的活化，以表现出它们的致癌效应，导致不受控制的肿瘤生长。为了确定骨甘氨酸对复合物级联反应的影响，研究人员分析了参与信号传导的蛋白质的活化。及其下游信号，真核翻译起始因子结合蛋白，真核翻译起始因子和真核生长延伸因子激酶的磷酸化均为在骨甘氨酸过度表达的脑膜瘤系中升高。带光密度的定量证实磷酸化的表达增加显著，磷酸化，磷酸位点，和磷酸在与它们在对照细胞系相比，表达骨甘氨酸细胞。相反，抑制剂雷帕霉素的引入有效地减少了活化，但没有改变骨甘氨酸细胞中的骨甘氨酸表达，表明骨甘氨酸作用于信号传导的上游。
　　 为了探索脑膜瘤中骨甘氨酸过度表达及其和基因同源物活化的可能治疗途径，研究人员测试了基因同源物小分子抑制剂对脑膜瘤细胞的作用。建立剂量和时间滴定曲线以确定用于功能分析的最佳药物剂量。多小时的对照细胞相比，骨甘氨酸过表达细胞对基因同源物抑制表现出更高的敏感性，存活率降低。通过蛋白质印迹分析蛋白质途径证实基因同源物抑制抑制基因同源物活化。有趣的是，基因同源物抑制也导致骨甘氨酸表达减少，提示骨甘氨酸和基因同源物之间的相互影响。此外，神经纤维瘤病核糖核酸显着降低神经纤维瘤病蛋白表达并激活基因同源物，而基因同源物抑制反过来不影响骨甘氨酸过表达细胞中的神经纤维瘤病表达，这表明基因同源物激活是神经纤维瘤病的下游信号。添加基因同源物抑制剂降低细胞周期标记细胞周期蛋白的表达，增加自噬标记物非典型的表达，并抑制的样激酶的磷酸化。级联导致随后的细胞死亡。通过对非典型的免疫反应性证实了用基因同源物抑制剂处理的骨甘氨酸脑膜瘤细胞中自噬的存在。
　　 大规模基因组和表观基因组分析，近年来提供了新的见解脑膜瘤肿瘤发生。然而，关于导致肿瘤生长的特定信号级联，仍然未知。研究人员研究了骨甘氨酸在脑膜瘤增殖中的作用，它与其他已知的脑膜瘤发展信号通路的关联，并探讨了表达骨甘氨酸的脑膜瘤细胞的治疗选择。尽管以前的工作已经在一系列癌症的鉴定骨甘氨酸表达，它的致癌作用还没有得到前面所述。研究人员发现骨甘氨酸过表达增加细胞增殖，敲低减少细胞生长，表达高水平骨甘氨酸的细胞对基因同源物抑制敏感;因此，首次建立了脑膜瘤中骨甘氨酸的潜在促有丝分裂作用。研究人员的研究结果表明骨甘氨酸是一系列肿瘤亚型脑膜瘤生长的重要促有丝分裂因子。最近鉴定的脑膜瘤癌基因的抑制剂，包括基因同源物，平滑化和磷酸肌醇激酶催化多肽，现在正在用于复发性和进行性脑膜瘤的临床试验。然而，这些途径的改变仅发生在脑膜瘤的一小部分中，这几乎完全是良性。研究人员在广泛的脑膜瘤组织学亚型和分级中观察到强大的骨甘氨酸表达，其水平显着高于其他几个中枢神经系统肿瘤和正常大脑，使骨甘氨酸成为目前没有药物治疗选择的脑膜瘤的吸引人的目标。骨甘氨酸以与先前鉴定的遗传改变不同的方式参与脑膜瘤的形成。基因突变和脑膜瘤识别染色体畸变牵连肿瘤发生细胞周期促进基因同源物途径中起关键作用。研究人员观察到在没有突变或拷贝数改变骨甘氨酸在一系列广泛脑膜瘤样品和进行下一代测序，这表明，野生型骨甘氨酸可以作为促进脑膜瘤生长信号的共活化剂的作用和瘤形成。
　　有趣的是，研究人员确定了骨甘氨酸与先前在脑膜瘤中鉴定的致癌信号通路之间的协同作用。骨甘氨酸似乎下调神经纤维瘤病，在大约一半的脑膜瘤中，经典的肿瘤抑制因子发生了改变。此外，具有高骨甘氨酸微小核糖核酸水平的脑膜瘤比具有低骨甘氨酸微小核糖核酸水平的脑膜瘤具有更频繁的神经纤维瘤病或损失，并且具有神经纤维瘤病缺失的脑膜瘤中的骨甘氨酸蛋白表达更高。此外，基因同源物抑制剂对具有高水平骨甘氨酸的细胞具有选择性作用，即使在没有致癌基因同源物的情况下也是如此。突变，可能是由于骨甘氨酸表达增加基因同源物水平的事实。抑制基因同源物不改变骨甘氨酸细胞中的神经纤维瘤病表达，而神经纤维瘤病的敲低显着降低基因同源物活化，表明基因同源物活化可能是骨甘氨酸过表达细胞中神经纤维瘤病的下游信号。表达骨甘氨酸的脑膜瘤细胞对基因同源物抑制的敏感性表明骨甘氨酸表达可以作为额外的生物标志物来分层侵袭性脑膜瘤对基因同源物抑制剂的反应。研究人员将骨甘氨酸鉴定为脑膜瘤增殖中的新型致癌基因。基因同源物抑制降低脑膜瘤细胞中的骨甘氨酸蛋白水平，同时伴随细胞死亡的增加。该研究为将骨甘氨酸表达纳入脑膜瘤的个性化治疗奠定了基础。