神经胶质瘤的生长新型表观机制

胶质瘤是成人最常见的原发性脑瘤，其表现为显著的分子异质性。胶质母细胞瘤是恶性程度最高的胶质瘤，胶质母细胞瘤(GBM)可根据具有临床和生物学意义的基因表达模式进行分类。虽有研究表明负责特定基因表达模式的表观遗传机制可能是基因突变的结果，然而，大多数成人GBM没有这些突变，因此在大多数成人GBM上观察到的可变表达模式的表观遗传学基础尚未阐明。

拓扑异构酶IIB (TOP2B)是一种能够通过瞬时双链DNA断裂(DSB)来解螺旋染色质，释放扭转力并增强RNA聚合酶和转录因子的DNA可及性的酶，在基因表达调控和维持基因组结构中发挥重要作用的酶，在神经胶质瘤中过表达。那么，TOP2B得否在肿瘤表观遗传调控中的发挥角色呢？

来自美国西北大学等机构的研究者们发表在Clinical Cancer Research （IF=10.516）期刊上的文章中，通过研究发现了TOP2B在人脑胶质瘤中可调节多种癌基因的转录，参与神经胶质瘤细胞多种癌基因调节的表观遗传学机制，这些机制会促进神经胶质瘤的整体生长。

为了研究TOP2B在胶质瘤表观遗传调控中的作用，文中对胶质瘤细胞系以及人脑胶质瘤标本进行了成对染色质免疫沉淀测序和RNA测序分析。实验通过测序、基因沉默和小鼠异种移植实验来研究TOP2B的功能及其在胶质瘤表型中的作用。研究表明TOP2B在人脑胶质瘤中可调节多种癌基因的转录，特别是TOP2B的活性定位在PDGFRA和MYC的增强子、启动子和内含子上时，会促进它们的表达。TOP2B水平和基因组定位与PDGFRA和MYC（胶质瘤肿瘤生物学的关键驱动因子）在胶质瘤标本中的表达相关，这在人脑非肿瘤组织中是未见到的。

实验部分

文章中首先利用遗传测序技术分析了神经胶质瘤细胞系和人类胶质瘤的样本，从而识别出了TOP2B在基因组中的位点和其活性对启动子和内含子的基因表达调控，以及发现在这些肿瘤中，PDGFRA和MYC的表达受这些基因位点上TOP2B酶活性的影响。

免疫组化检测TOP2B、PDGFRA和MYC蛋白的表达

随后，研究人员对8例患者肿瘤/样本进行TOP2B、PDGFRA和MYC免疫组化染色，样本组织为胶质瘤组织、瘤周脑和垂体腺瘤，并根据免疫组化染色强度对其进行排序。在染色强度的定量分析上，文中使用TissueGnostic公司的明场定量分析系统HistoQuest对TOP2B、PDGFRA和MYC的表达进行精准定量，并按总细胞数对TOP2B、PDGFRA和MYC进行归一化处理。分析结果显示，DGFRA和MYC的升高与人类胶质瘤和非胶质瘤标本中这些基因位点上的TOP2B活性峰值相关。

TOP2B、PDGFRA、MYC免疫组化分析，HE染色检测细胞密度

之后，作者通过分析发现TOP2 B的表达与胶质瘤的生长有关，为了进一步在体内证实这一效果，研究者通过颅内注射BT142 TET-ON诱导的TOP2B sh RNA克隆在饮用水中加入或不加入强力霉素诱导TOP2B shRNA，再次使用TissueGnostic公司的明场定量分析系统HistoQuest对肿瘤的总TOP2B、PDGFRA和MYC信号进行量化分析。结果观察到PDGFRA显著下调(P = 0.02)，与TOP2B的降低一致。MYC蛋白水平在阿霉素治疗后呈下调趋势(P = 0.11)。然而，强力霉素治疗和TOP2B基因敲除对这些肿瘤的整体细胞密度没有影响。

文章发现了TOP2B促进胶质瘤的肿瘤生长，并优先调节多种癌症基因的表达。特别的是，TOP2B调控这些肿瘤上的癌基因PDGFRA和MYC的表达，并有助于神经胶质瘤的一个亚群的增殖表。因此，此研究表明GBM是一种复杂的疾病，尽管有共同的组织学外观，但个体肿瘤之间存在许多分子差异，这些肿瘤的一个亚群依赖于TOP2B活性的癌基因调节和生长。