染色质重塑因子BPTF在神经母细胞瘤增殖转移中的作用及分子机制研究

20250117

卫生和社会工作

本科技成果目前完成了实验室研究的基础工作，首先通过GEO/TARGET数据库分析发现BPTF在高恶性程度的NB中表达高，且与NB的不良预后呈正相关。为了在真实世界的临床环境中证实这一假设，结合课题组前期研究，本研究选择了单中心109例NB患儿和16例对照患儿的骨髓样本进行BPTF表达水平检测和临床关联分析，并在16例NB肿瘤组织和癌旁组织中进行平行校准。采用RT-PCR、Western Blot、免疫组化实验进行大样本NB的BPTF临床关联研究，明确BPTF在NB中高表达，且其表达量高与IV期NB、高危NB、肾上腺腹膜后原发、原发瘤灶大、伴骨或骨髓转移、MYCN扩增、11q23缺失、高LDH等临床进展因素密切相关。预后分析发现BPTF高表达的NB患儿预后差，3年EFS显著低于BPTF低表达组。应用单因素和多因素分析也证实了在促进NB复发和进展中，BPTF是不依赖于其他临床因素（MYCN扩增、11q23缺失、1p36缺失）的独立危险因素。采用慢病毒和CRISPR/Cas9技术构建BPTF沉默的NB细胞，通过RTCA、集落形成、划痕实验、Transwell实验、流式细胞技术证实BPTF沉默可显著抑制 NB细胞的增殖和迁移侵袭，同时增加细胞凋亡，减慢细胞周期。另外在细胞水平及动物水平均验证了BPTF抑制剂AU1对NB的治疗效果。通过数据库和生物信息学预测TFAP4可能调控BPTF，采用RT-PCR检测骨髓队列，结果显示NB中BPTF与TFAP4表达量呈显著正相关，并采用Western Blot实验在体外蛋白水平证实BPTF受TFAP4调控。RNA-Seq和数据库提示BPTF可能激活PI3K/AKT通路，最终在蛋白水平验证TFAP4可正向调控BPTF表达，并激活PI3K/AKT信号通路，诱导NB细胞发生EMT，从而促进NB细胞的增殖转移，并最终导致NB的复发和进展。以上成果研究具有成熟的技术手段和丰富的真实世界样本，目前处于成果转化的实验室研究阶段。

该科技成果目前处于实验室研究阶段，根据以上科研成果，有望开发出一项新颖的、方便获取的、靶向BPTF的体液检测，可预测NB疾病进展，有动态识别微小残留的潜力，以期对NB复发进展进行早期识别及早期干预。另外，鉴于BPTF的生物学功能及其在肿瘤中的作用，BPTF抑制剂的开发将为探索BPTF在调控转录和癌症中的作用提供有用工具。本研究对2种NB细胞使用AU1后，发现细胞增殖和迁移减慢效果显著。并通过体内裸鼠成瘤实验在动物水平验证了AU1可抑制NB肿瘤的生长，阻止NB的进展。以上均表明AU1可作为靶向BPTF治疗NB的有效药物，具有潜在的临床应用价值。总结上述两个转化要点，转化拟合作方应具备开展分子生物学、细胞生物学和更高级动物实验学研究（如哺乳动物）的基础条件，具备掌握以上实验技术的专业人员，同时具备足够的检测及实验资金。

可国（境）内外转让

神经母细胞瘤（Neuroblastoma, NB）是婴幼儿最常见的颅外实体肿瘤，发病率为10.2例/100万/15岁以下儿童。以起病隐匿，恶性度高，很容易发生骨髓、骨骼和远处器官转移为特点，占所有儿童癌症死亡人数的15%。临床研究表明，50%以上伴有远处转移的高危型NB（High Risk NB, HR-NB），其治疗难度大，长期预后极差。尽管近年来增加了免疫和靶向药物的应用， 患儿给予相同仍有约50%的HR-NB患儿在治疗中出现进展或复发， 5年生存率仍徘徊在30-40%。因此，探索NB复发进展的原因及相关分子机制以改善预后是目前研究的重点。骨髓作为一种可动态方便获取且肿瘤细胞浸润最多的微创体液样本，可有效填补组织样本的缺陷。骨髓的优点还包括可提前监测其他影像或实验室常规指标未能监测到的微小残留，实现NB疾病进展的早期诊断。本课题源于国家儿童肿瘤重大需求和核心科学问题，突破NB基因遗传学的研究瓶颈，将基础科研成果转化为临床应用，利用骨髓的上述优点和RT-PCR技术的简易性和敏感性，有望开发出一项新颖的、方便获取的、靶向BPTF的体液检测，可预测NB疾病进展，有动态识别微小残留的潜力，以期对NB复发进展进行早期识别及早期干预，在提高NB疗效的同时减少NB家庭的社会负担和家庭负担。另外，鉴于BPTF的生物学功能及其在肿瘤中的作用，BPTF抑制剂的开发将为探索BPTF在调控转录和癌症中的作用提供有用工具。本研究对2种NB细胞使用AU1后，发现细胞增殖和迁移减慢效果显著。并通过体内裸鼠成瘤实验在动物水平验证了AU1可抑制NB肿瘤的生长，阻止NB的进展。以上均表明AU1可作为靶向BPTF治疗NB的有效药物，具有潜在的临床应用价值。该药物目前仅在裸鼠水平验证效果，其对人体的毒副作用及安全剂量仍未知，因此未来需逐步在中大型哺乳动物进行实验，并有望转化为临床试验。以上转化成果将会提高NB患儿的总体治疗水平，降低医疗成本，提高社会经济效益，带来新技术的进步和创新，进而推动神经母细胞瘤诊治水平的总体提高。

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

成果来源于北京市自然科学基金项目。本项目旨在探究儿童NB中BPTF受TFAP4调控表达升高的机制，及BPTF如何通过染色质重塑作用激活PI3K/AKT信号通路以影响NB增殖转移，并探索BPTF在NB增殖转移中的分子机制，为研究HR-NB复发进展开拓新思路。本研究通过GEO/TARGET数据库分析发现BPTF高表达与NB的高恶性程度和不良预后相关，后纳入109例初诊骨髓和16例对照骨髓样本及16例NB组织和癌旁组织，采用RT-PCR、Western Blot、免疫组化实验进行大样本NB的BPTF临床关联研究，明确BPTF在NB中高表达，且其表达量高与IV期NB、高危NB、肾上腺腹膜后原发、原发瘤灶大、伴骨或骨髓转移、MYCN扩增、11q23缺失、高LDH等临床进展因素密切相关，BPTF是影响NB预后的独立危险因素。应用慢病毒和CRISPR/Cas9技术构建BPTF沉默的NB细胞，通过RTCA、集落形成、划痕实验、Transwell实验、流式细胞技术证实BPTF沉默可显著抑制 NB细胞的增殖和迁移侵袭，同时增加细胞凋亡，减慢细胞周期。另外在体内/外均验证了BPTF抑制剂AU1对NB的治疗效果。通过数据库和生物信息学预测TFAP4可能调控BPTF，采用RT-PCR检测骨髓队列，结果显示NB中BPTF与TFAP4表达量呈显著正相关，并采用Western Blot实验在体外蛋白水平证实BPTF受TFAP4调控。RNA-Seq和数据库提示BPTF可能激活PI3K/AKT通路，最终在蛋白水平验证TFAP4可正向调控BPTF表达，并激活PI3K/AKT信号通路，诱导NB细胞发生EMT，从而促进NB细胞的增殖转移，并最终导致NB的复发和进展。本课题源于国家儿童肿瘤重大需求和核心科学问题，突破NB基因遗传学的研究瓶颈，将基础科研成果转化为临床应用，有望开发出一项以BPTF为靶向，可动态监测疾病状态的简便体液检查，并提出BPTF抑制剂在NB治疗中具有的潜在应用价值。