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結(jié)節(jié)性硬化綜合征（TSC）是一種嚴(yán)重的疾病，臨床表現(xiàn)為不同器官的腫瘤，常見(jiàn)的有：皮膚血管纖維瘤，腦部位的腦皮質(zhì)結(jié)節(jié)、室管膜下結(jié)節(jié)（SEN）和室管膜下巨細(xì)胞星形細(xì)胞瘤（SEGA），心臟橫紋肌瘤，肺臟淋巴管平滑肌瘤（LAM）以及腎臟血管平滑肌脂肪瘤和腎細(xì)胞腫瘤。神經(jīng)病學(xué)表現(xiàn)則為癲癇和TSC相關(guān)神經(jīng)精神障礙，包括攻擊行為、孤獨(dú)癥譜系障礙、智力缺陷和其他精神障礙。

TSC由雜合胚系突變導(dǎo)致TSC1和TSC2基因失活引起，這些基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物在正常情況下通過(guò)機(jī)械靶向作用負(fù)性調(diào)節(jié)雷帕霉素復(fù)合物1（mTORC1）。因此mTORC1抑制劑常用于治療TSC腦、肺和腎臟腫瘤以及癲癇患者，但并不能治療所有癥狀，而腦部腫瘤如何產(chǎn)生仍不明確。

奧利弗·艾希穆勒（Oliver L.Eichmüller）等人發(fā)現(xiàn)了一類前體細(xì)胞，能夠生成皮質(zhì)結(jié)節(jié)樣和室管膜下腫瘤樣細(xì)胞，讓我們能夠更好地理解TSC的神經(jīng)病學(xué)表現(xiàn)。

臨床上TSC患者還有很多問(wèn)題亟待解決，尤其是復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)臨床表現(xiàn)。盡管許多神經(jīng)病學(xué)表現(xiàn)在出生后很快出現(xiàn)，但其原因仍不明確：是出生前的細(xì)胞發(fā)育問(wèn)題，還是因?yàn)槿缤挥|修剪、白質(zhì)成熟和神經(jīng)環(huán)路連接等在出生后的過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題？該領(lǐng)域研究的障礙是如何通過(guò)模型再現(xiàn)TSC的腦部畸形和神經(jīng)精神病學(xué)特征？許多動(dòng)物模型同患者的臨床表現(xiàn)存在差異，譬如說(shuō)動(dòng)物模型需要其他腫瘤抑制基因失活以再現(xiàn)腫瘤發(fā)生過(guò)程，或是在沒(méi)有明顯皮質(zhì)結(jié)節(jié)存在的情況下產(chǎn)生了癲癇。腦部錯(cuò)構(gòu)瘤（包括SEN、SEGA和皮質(zhì)結(jié)節(jié)）的發(fā)生機(jī)制也不確切。而在幾乎所有的腎臟和肺部腫瘤中幾乎都發(fā)生了二次打擊事件，它使剩余的野生型TSC1或TSC2基因備份失活，其發(fā)生時(shí)間往往會(huì)更晚一些（見(jiàn)圖）。二次打擊被認(rèn)為是腫瘤發(fā)生的必要條件，它使mTORC1的活動(dòng)失去限制。許多SEN和SEGA中能夠檢測(cè)到TSC1或TSC2基因遭受到二次打擊，而在皮質(zhì)結(jié)節(jié)中則并非如此，因此這類事件是否是病理機(jī)制的必要條件并不明確。

TSC一些臨床表現(xiàn)的細(xì)胞起源（包括血管平滑肌脂肪瘤、LAM和腦部錯(cuò)構(gòu)瘤）界定并不清晰。另一個(gè)尚不明確的問(wèn)題是TSC是否會(huì)被性別、免疫滲透、基因修飾、飲食和環(huán)境暴露等因素影響。表型和嚴(yán)重性并非嚴(yán)格基于基因型——同一家系的TSC患者在臨床表現(xiàn)上也會(huì)有很大差異。這些未知因素影響著該疾病基礎(chǔ)研究中疾病模型的優(yōu)化進(jìn)程。

艾希穆勒等人利用TSC患者的細(xì)胞獲得了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC），并分化出不同的神經(jīng)細(xì)胞系，以此培養(yǎng)類器官——一種三維的細(xì)胞培養(yǎng)物。這種類細(xì)胞再現(xiàn)了TSC的兩種臨床表現(xiàn)：與SEN或SEGA相似的增殖損害，以及與皮質(zhì)結(jié)節(jié)相似的巨細(xì)胞。研究者利用單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)鑒定到一種細(xì)胞，推測(cè)為這兩種損害共同的起源細(xì)胞，稱為尾部晚期中間神經(jīng)元祖細(xì)胞。CLIP細(xì)胞表達(dá)低含量的TSC2，因此可以推測(cè)其對(duì)TSC2的一個(gè)等位基因的失活更為敏感。CLIP細(xì)胞和周?chē)黾觤TORC1的活性和對(duì)腫瘤發(fā)生易感性的祖細(xì)胞群在轉(zhuǎn)錄上則是相分離的。研究者認(rèn)為腦部損害最初由CLIP細(xì)胞組成，但其他細(xì)胞類型會(huì)在疾病進(jìn)展過(guò)程中出現(xiàn)。

CLIP細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)以及其是皮質(zhì)結(jié)節(jié)和室管膜下腫瘤的前體細(xì)胞的假說(shuō)，稱得上是理解TSC神經(jīng)病學(xué)表現(xiàn)之路上的重大突破。這些發(fā)現(xiàn)和近期其他人類胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)成皮質(zhì)球狀體的研究大相徑庭，展示了需要TSC1或TSC2的兩個(gè)等位基因失活，才會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞分化的改變以及異型細(xì)胞的出現(xiàn)，支持了結(jié)節(jié)發(fā)生的二次打擊模型。這提示結(jié)節(jié)發(fā)生的機(jī)制并不單一，且可能取決于發(fā)育階段，人類iPSC分化得到的腎臟類器官在研究中能夠發(fā)展出血管平滑肌脂肪瘤樣的腫瘤，但需要預(yù)先設(shè)置TSC2雙等位基因的失活，這證實(shí)了二次打擊的必要性。當(dāng)類器官模型和患者組織病理學(xué)研究不斷進(jìn)展，重要的問(wèn)題將會(huì)是：其他TSC相關(guān)的腫瘤是否也存在CLIP細(xì)胞樣的特點(diǎn)，包括低含量的TSC蛋白，以及TSC基因的二次打擊是否是腫瘤發(fā)生的必要條件。

結(jié)節(jié)性硬化綜合征中的腫瘤發(fā)生過(guò)程

結(jié)節(jié)性硬化綜合征1（TSC1）和結(jié)節(jié)性硬化綜合征2（TSC2）基因的雜合胚系失活性變異會(huì)延續(xù)終身，導(dǎo)致不同器官的腫瘤發(fā)生。腦部損害會(huì)較早地呈現(xiàn)，其可能由尾部晚期中間神經(jīng)元祖（CLIP）細(xì)胞發(fā)展而來(lái)；而腎臟和肺部腫瘤的出現(xiàn)則會(huì)晚些，發(fā)生在二次打擊后，野生型TSC1或TSC2等位基因變異并失活，而這一過(guò)程可能出現(xiàn)在CLIP樣細(xì)胞中。

目前仍不明確CLIP細(xì)胞是否有可以進(jìn)行靶向治療的特征。盡管CLIP細(xì)胞內(nèi)表達(dá)表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR），艾希穆勒等人發(fā)現(xiàn)抑制EGFR將會(huì)阻止類器官中損害的發(fā)生，而腦內(nèi)其他祖細(xì)胞群也會(huì)動(dòng)態(tài)地表達(dá)EGFR，但卻對(duì)TSC2突變的易感性更低。TSC患者各類皮質(zhì)下腫瘤發(fā)病率存在差異則指向另一個(gè)問(wèn)題：如果TSC2雜合細(xì)胞中的CLIP樣狀態(tài)足以誘導(dǎo)所有腦部錯(cuò)構(gòu)瘤的發(fā)生，為什么更多的TSC患者罹患SEN而少數(shù)發(fā)展出更大的SEGA腫瘤呢？免疫浸潤(rùn)——盡管還未在TSC類器官中發(fā)現(xiàn)——或許是這一現(xiàn)象及其他臨床特征發(fā)生的重要調(diào)控因素。類器官模型的進(jìn)一步優(yōu)化或?qū)⒔獯疬@些問(wèn)題，讓我們對(duì)TSC以及其他罕見(jiàn)的疾病有更深刻的理解。

我們有必要比較一下艾希穆勒等人發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞類型和近期人類發(fā)育學(xué)單細(xì)胞研究結(jié)果的匹配程度。尤其是細(xì)胞條形碼和譜系示蹤技術(shù)的新數(shù)據(jù)顯示，腦發(fā)育過(guò)程中神經(jīng)細(xì)胞系會(huì)在不同亞區(qū)域生長(zhǎng)發(fā)育，過(guò)去認(rèn)為它們由皮質(zhì)祖細(xì)胞或是尾部神經(jīng)節(jié)隆起祖細(xì)胞（能夠進(jìn)一步分化為CLIP細(xì)胞）分化而來(lái)，實(shí)際上二者卻能夠單從皮質(zhì)祖細(xì)胞分化而來(lái)。如果發(fā)育中CLIP樣狀態(tài)能在多個(gè)細(xì)胞系中同時(shí)出現(xiàn)，那么就需要重新思考TSC腫瘤發(fā)生的地點(diǎn)和方式。

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