多型性神經膠母細胞瘤 (惡性腦腫瘤) 細胞。
這種細胞呈現出不規則的手指形狀,可向腦部擴散。

神經膠質瘤(glioma)是異常增生的膠質細胞(glial cells)所產生的常見腦部原發性腫瘤(primary brain tumor),大量的小膠質細胞(microglia)的侵入是神經膠質瘤的特徵。其中,膠質母細胞瘤(Glioblastomas)是腦部腫瘤中最為惡性的一種,由於腫瘤細胞會侵犯周圍健康的腦部組織,因此難以透過手術來移除。
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在主導腦部發炎的反應中,可分為兩個部分,第一是細胞所主導的發炎反應,像是小膠質細胞(microglia)、星狀膠細胞(astrocyte)的活化以及白血球的反應。第二則是以分子層級做為媒介來促使發炎反應的產生,像是化學激素、生物激素、前列腺素、蛋白分解酶以及活性氧基等媒介的反應。其中,小膠質細胞是中樞神經系統的一種免疫巨噬細胞,當中樞神經系統受損或發生神經退化性疾病,小膠質細胞會被活化,產生大量的促發炎介質,進而擴大發炎反應,影響神經的再生。

先前的研究證實,神經膠質瘤周圍所分泌的趨化因子可能在引發小膠質細胞的活化中扮演重要角色,並調節腫瘤的生成。而膠質母細胞瘤也會對大腦的免疫細胞─小膠質細胞(microglia)產生影響,導致這些免疫細胞刺激腫瘤細胞的生長,而非去攻擊腫瘤細胞。接下來,我們針對這個過程背後的機制及其相關的研究進行探討。

小膠質細胞的促發炎活化反應是由一組酵素蛋白所控制,稱為凋亡蛋白酶(Caspase),Capases在細胞凋亡的啟動與完成的過程中起到相當重要的作用,是細胞凋亡的執行者,決定了細胞凋亡的形態變化與生物化學變化。依據其結構與功能的不同可分為三種:
第一,Caspase-2,-8,-9,-10與細胞凋亡的啟動有關。
第二,Caspase-3,-6,-7主要與細胞凋亡的最終執行有關。
第三,Caspase-1,-4,-5,-14與細胞凋亡的關係並不密切,主要是與發炎訊號的產生以及免疫的調節有關。

神經膠質瘤細胞與小膠質細胞之間的作用機制及Caspase-3活性對於細胞腫瘤的影響

在近期的一項研究中,研究人員便根據上述Caspase控制小膠質細胞的活化機制,來尋求癌細胞是否也有透過某種類似的機制作用於小膠質細胞。藉由將小膠質細胞與神經膠質瘤細胞共同培養後,他們發現由神經膠質瘤所誘發的小膠質細胞轉化反應會伴隨著小膠質細胞Caspase-3基礎活性的下降,並透過抑制硫氧還蛋白-2(thioredoxin-2是存在於細胞粒線體的一種氧化還原蛋白)的活性來增加與粒線體相關Caspase-3蛋白質亞硝基化(S-nitrosylation)反應,而被抑制的Caspase-3會調節小膠質細胞在支持腫瘤細胞的功能,造成小膠質細胞去刺激腫瘤細胞的生長而非去攻擊腫瘤細胞。
>>>蛋白質亞硝基化是一種發生在蛋白質中的半胱胺酸(一種胺基酸)上的硫原子,其接上一氧化氮(NO)分子的作用即是亞硝基化作用,並且會影響細胞調節功能與細胞訊息的傳遞。

此外,神經膠質瘤細胞會藉由「一氧化氮合成酶2 (NOS2)」的活化,來迫使小膠質細胞去修飾Caspase-3在這些細胞中形成一種腫瘤促進的形式。當研究人員從患有膠質母細胞瘤的實驗小鼠中,抑制神經膠質瘤細胞的NOS2蛋白的表現後,發現小膠質細胞與神經膠質瘤細胞之間的結合與腫瘤擴增的效應降低。另外,將Caspase-3從小膠質細胞中移除之後,發現到腫瘤生長得更加快速。因此,從這項研究結果中,我們可以了解到膠質母細胞瘤與小膠質細胞之間的訊號機制,對於腫瘤的生長具有相當重大的影響。

*本篇文章僅為醫療文章探討,不可作為醫療指導。請尊重智慧財產權,如需引用請註明出處。

Reference
[1] Xianli Shen, Miguel A. Burguillos, Ahmed M. Osman, Jeroen Frijhoff, Alejandro Carrillo-Jimenez, Sachie Kanatani, Martin Augsten, Dalel Saidi, Johanna Rodhe, Edel Kavanagh, Anthony Rongvaux, Vilma Rraklli, Ulrika Nyman, Johan Holmberg, Arne Ostman, Richard A. Flavell, Antonio Barragan, Jose Luis Venero, Klas Blomgren, and Bertrand Joseph, ‘Glioma-Induced Inhibition of Caspase-3 in Microglia Promotes a Tumor-Supportive Phenotype’, Nat Immunol, advance online publication (2016).
[2] Dolores Hambardzumyan, David H. Gutmann, and Helmut Kettenmann, ‘The Role of Microglia and Macrophages in Glioma Maintenance and Progression’, Nat Neurosci, 19 (2016), 20-27.

圖片來源:mayoclinic

原文出處:goodknowledge

 

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