Targeting neuronal activity-regulated neuroligin-3 dependency in high-grade gliomappt课件

1、Nature September 2017 IF：13.33分,Targeting neuronal activity-regulated neuroligin-3dependency in high-grade glioma,研究背景,高级别胶质瘤（HGG）是一类恶性程度较高的脑肿瘤，是儿童和成人脑肿瘤相关死亡的主要原因。包括成人和儿童胶质母细胞瘤（GBM），间变性少突胶质瘤和弥漫内生性脑桥胶质瘤（DIPG）。,弥漫内生性脑桥脑胶质瘤（DIPG）：是罕见的、频繁见于年轻儿童的脑瘤，平均发病年龄是59岁。预后不佳，平均生存期不足1年。化疗没有明确的作用。外照射放疗为主要的治疗手段。,知识点：,

2、HGG各型5年生存率,5年生存率不容乐观，迫切需要新疗法！,研究背景,该团队2015年的研究已发现大脑神经元活性会影响HGG生长，且发现了NLGN3的关键促生长作用 然而，NLGN3蛋白的水解机制以及胶质瘤细胞中NLGN3的分子传导结果仍然未知！,研究背景,神经连接蛋白Neuroligin（NLGN）：是一种跨膜蛋白，是突触后膜上的细胞粘附蛋白，介导神经元之间突触的形成和维持。神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等均可分泌该蛋白。NLGN还通过招募和稳定关键突触成分来调节信号传导。人类NLGN基因的改变与自闭症和其他认知障碍有关。,研究过程及结果,NLGN3对HGG生长的促进作用,与NLGN3功

3、能相近的其他NLGN对HGG生长的影响,NLGN3是NLGN家族中唯一促进HGG生长的蛋白！,Optogenetic stimulation光遗传刺激：是指结合光学与遗传学手段，精确控制特定神经元活动的技术。该技术将外源光敏感蛋白基因导入活细胞中，在细胞膜结构上表达光敏感通道蛋白；然后通过特定波长光的照射，控制光敏感通道蛋白的激活与关闭；进而改变细胞膜电压的变化，如膜的去极化与超极化。实现神经元的激活或抑制。,知识点：,确定NLGN3对HGG生长的促进作用是否具有专一性,表明在分子和临床上不同类型的HGG上对NLGN3具有保守依赖性,NLGN3磷酸化PI3K-mTOR通路及其他致癌相关分子,F

4、AK磷酸化是NLGN3激活PI3K-mTOR通路的关键事件！,PI3K-mTOR通路：磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)蛋白家族参与细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节。PI3K活性的增加常与多种癌症相关。,知识点：,粘着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK): 是一类胞质蛋白酪氨酸激酶,属于酪氨酸激酶超家族,也称为PTK。FAK在细胞信号转导中处于十分重要的位置,它是胞内外信号出入的中枢。FAK可以整合来自整合素、生长因子以及机械刺激等的信号，激活胞内PI3K-Akt、Ras-MAPK等多种信号通路，调节细胞生长。还与胚胎发育、肿瘤发生与迁移有关。,知识点

5、：,对暴露于NLGN3的HGG细胞进行RNA测序,表明NLGN3的生物学功能可能不仅是促进有丝分裂！,确定NLGN3的蛋白水解和细胞代谢机制,NLGN3在少突胶质细胞前体细胞（OPC）中高表达，光刺激促进其脱落，TTX抑制其脱落,Tetrodotoxin,TTX河鲀毒素：是典型的钠离子通道阻断剂，它能选择性与肌肉、神经细胞的细胞膜表面的钠离子通道受体结合，阻断电压依赖性钠离子通道，从而阻断动作电位，抑制神经肌肉间兴奋的传导，导致与之相关的生理机能的障碍，主要造成肌肉和神经的麻痹。,知识点：,胶质瘤细胞是否有助于分泌NLGN3？,胶质瘤细胞受正常基质细胞中的NLGN3调节，在肿瘤微环境中促进NL

6、GN3的分泌,进一步确定参与切割NLGN3的酶,MMP9和ADAM10作为介导NLGN3切割的候选酶！,预测底物切割位点上的24种不同蛋白激酶家族的初级序列,.au/home.html,1、去整合素金属蛋白酶（ADAM）：与基质金属蛋白MMP同为金属蛋白酶领域。在细胞黏附、细胞融合、细胞迁移、膜蛋白脱落和分解等生物学行为中起重要作用。其中ADAM10蛋白在多种肿瘤中有过表达现象，能与数种黏附分子和癌症信号分子相互作用，促进肿瘤的侵袭和转移。以调控ADAM10的表达为靶标，抑制肿瘤细胞的转移和侵袭有望成为肿瘤治疗的新策略。 2、基质金属蛋

7、白酶（MMPs）家族：因其需要Ca2+、Zn2+等金属离子作为辅助因子而得名。几乎能降解细胞外基质中的各种蛋白成分,破坏肿瘤细胞侵袭的组织学屏障，在肿瘤侵袭转移中起关键性作用，被认为是该过程中主要的蛋白水解酶。MMPs家族已分离鉴别出26个成员，编号分别为MMP126。,知识点：,药理抑制剂的交叉抑制可能，进一步确定NLGN3的切割酶,ADAM10以活性依赖性方式从神经元释放，是介导NLGN3脱落的主要酶,Cre(Cyclization Recombination Enzyme），即环化重组酶：是来源于噬菌体的一种酶蛋白，它可以识别特异的 DNA 序列，即 loxP 位点，催化两个位点之间发生

8、同源重组，从而造成DNA的缺失、易位等现象。这一特性在基因工程中应用广泛，尤其在诱导型基因剔除小鼠的建立中应用得十分成功。,知识点：,进一步研究ADAM10抑制剂的治疗潜力,上图：相关文献及TCGA数据库均证实ADAM10在成人和儿童HGG中均有表达,下图：ADAM10的特定抑制剂有足够强的脑渗透作用,ADAM10抑制剂对HGG生长的抑制作用,ADAM10抑制剂对HGG生长的抑制作用,ADAM抑制剂可以抑制所有细胞来源的NLGN3的分泌！,ADAM10抑制剂正在开发用于临床,INCB7839有良好的脑渗透作用，且能抑制小儿GBM原位异种移植物的生长,ADAM10抑制剂无明显神经毒性,讨 论,1

9、、虽然ADAM10抑制剂在临床试验中表现出良好的耐受性，并且没有引起明显的神经毒性，但应仔细评估对神经功能的长期影响； 2、未来的工作将需要确定NLGN3调节胶质瘤进展的进一步机制，并澄清胶质瘤如何规避这种对NLGN3的依赖性； 3、靶向ADAM10脱落酶代表了一种潜在的转化策略，用于调节HGG微环境中的NLGN3水平。,技术路线,Neuron,OPC,Astrocyte,NLGN3,sNLGN3,pFAK,PI3K-mTOR,RAS,SRC,Glioma growth,ADAM10,ADAM10i,NLGN3,ADAM10,研究亮点,1、迎难而上的科研决心 着眼于恶性胶质瘤，特别是小儿DIPG治疗这一