1、GBM细胞的迁移模式和PI3K-、mTOR-和hsp90-抑制的作用

多形性胶质母细胞瘤(GBM)是一种高级别星形细胞瘤，中位生存时间为15个月，即使是在手术切除、化疗和放疗后。虽然联合化疗后有更多的长期幸存者报道，但GBM的高侵袭性主要是由于单个肿瘤细胞弥漫性浸润到周围脑实质，使得几乎不可能完全去体积。因此，对GBM患者进行更好的治疗是必要的，包括防止细胞迁移和侵袭的策略，这将增强肿瘤对局部治疗的反应。这些挑战导致了阐明GBM细胞运动的调节机制的广泛努力。GBM入侵的分子基因特征的机制尚不清楚。一个典型的胶质母细胞瘤有超过60种基因改变的。受影响的基因/通路包括RTK、PTEN、PI3K和p53。RTK、PTEN和p53基因的频繁突变有助于放射和化疗耐药表型，并与不良的临床结果相关。

最近的数据表明，一些最常见的突变p53蛋白除了失去转录功能外，还获得了促进肿瘤细胞迁移和转移的功能。p53对细胞运动的影响主要是通过调控Rho信号来介导的，从而控制肌动蛋白的细胞骨架组织，防止丝状伪足的形成、细胞扩散、迁移和侵袭。p53功能的缺失通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路(以下简称PI3K通路)增加了RhoA和Rac的活性，并导致cdc42依赖的丝状伪足形成过多。因此，这个网络的激活促进了细胞的粘附和迁移。PTEN突变细胞中激活的PI3K通路可以通过抑制4E-BP1（迁移负调节因子）或激活S6K1（迁移正调节因子）蛋白来增加细胞的迁移和侵袭活性。因此，抑制该通路中的关键蛋白，如PI3K、AKT和/或mTOR，有望减少肿瘤细胞的迁移。此外，肿瘤细胞的迁移还依赖于热休克蛋白90(Hsp90)的过表达。作为一种分子伴侣，Hsp90促进翻译后成熟，并维持大量致癌客户蛋白的稳定性，包括那些与细胞迁移有关的蛋白。

作者通过单细胞跟踪评估PI3K/mTOR和/或Hsp90抑制对DK-MG和SNB19胶质母细胞瘤细胞系运动的影响。

图1. 对照组(DMSO)和药物处理细胞的典型外观（上）和迁移行为（下）

2、PI3K/mTOR和Hsp90抑制对未辐照和辐照(2Gy)细胞迁移的影响

除了单细胞追踪外，作者还进行了伤口愈合实验。与单细胞跟踪实验的结果一致，药物处理后的DK-MG细胞关闭伤口区域的速度比对照组（即无药物和非辐照细胞）要慢得多

图2. 辐照与药物共同作用对GBM迁移能力的影响

伤口愈合试验的进一步发现是，SNB19细胞对药物治疗的反应性低于DK-MG细胞。因此，与未处理的对照组相比，用PI-103、AUY922和两种药物联合处理的SNB19细胞的伤口愈合率分别下降了19、34和82%，远低于在药物处理的DK-MG细胞中观察到的100倍的抑制作用。

接下来作者为了从细胞迁移方面解释两种GBM细胞系对双PI3K/mTOR抑制剂的不同反应，作者通过直接随机光学重建显微镜(dSTORM)的超分辨率成像分析了药物诱导的肌动蛋白丝和黏附复合物。利用超分辨率dSTORM，作者发现了微小的、直径为70-200nm(即超过LSM的分辨率限制)靠近腹侧质膜。auy922处理的DK-MG细胞显示丰富的径向应力纤维，末端在细胞外周有局灶性粘附。尽管PI-103不影响SNB19细胞的迁移单细胞跟踪测试，它引起了肌动蛋白丝的重组，尤其是多个片足的损失，似乎由于他们合并成一个大片状。该片状基的富含肌动蛋白的前缘含有丰富的局灶粘连，而细胞后部大部分缺乏f-肌动蛋白和局灶粘连。

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研究总结

      综上所述，作者的研究提供了一个概念，证明了PI3K/mTOR的双重抑制是一种防止GBM细胞迁移的很有前途的治疗策略。如果迁移细胞由于PI3K通路的异常重新激活而对延长的PI3K/mTOR抑制没有反应，则需要仔细定义治疗窗口，或者应该考虑AKT和Hsp90抑制剂的联合使用。

在本研究中，研究者主要借助STORM技术在更深一层次了解整合素之间的位置关系。这项2014年诺贝尔化学奖的发现已在国内实现产业化。宁波力显智能科技有限公司(INVIEW)现已发布超高分辨率显微系统iSTORM，采用3D随机光学重构技术、高精度细胞实时锁定技术、多通道同时成像技术等，以纳米级观测精度、高稳定性、广泛环境适用、快速成像、简易操作等优异特性，获得了超过50家科研小组和100多位科研人员的高度认可。

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