锘海平鋪光片顯微鏡助力表征神經(jīng)膠質(zhì)瘤小鼠模型

2022年5月11日，國際學術期刊《Nature》在線發(fā)表了浙江大學醫(yī)學院腦科學與腦醫(yī)學系、良渚實驗室研究員，浙大二院雙聘教授劉沖團隊的新研究成果“ Olfactory sensory experience regulates gliomagenesis via neuronal IGF1 ”。該研究建立超高時空單細胞分辨率小鼠癌癥模型體系，用于自發(fā)性腫瘤微環(huán)境的可視化及功能分析，并從全新角度揭示外部感覺（嗅覺刺激）可以直接影響膠質(zhì)瘤發(fā)生。

動物不斷地從周圍環(huán)境中接收諸如氣味、聲音、光線和觸覺等各類感官刺激，這些感覺刺激對于動物覓食以及躲避天敵來說不可或缺，同時它們也會影響動物的生理狀態(tài)，甚至在某些情況下這些感覺刺激可能引發(fā)癌癥。惡性膠質(zhì)瘤是目前神經(jīng)腫瘤中致命的腫瘤之一，已有的研究表明神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞與諸如星形膠質(zhì)細胞、內(nèi)皮細胞、周細胞、免疫細胞以及神經(jīng)元等多種細胞之間互作，進而形成獨特的腫瘤微環(huán)境，對其后續(xù)發(fā)生、轉(zhuǎn)移和侵襲至關重要。然而，在正常生理條件下，外界感覺刺激是否能直接影響惡性膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展目前尚不清楚。

劉沖教授研究團隊基于條件性敲除技術（conditional knockout，CKO）構建的自發(fā)膠質(zhì)瘤小鼠模型，發(fā)現(xiàn)嗅球 （olfactory bulb）膠質(zhì)瘤的生發(fā)概率很高，且腫瘤主要生發(fā)于嗅球的突觸小球?qū)樱╣lomerular layer，GL）， 突觸小球?qū)邮切嵊X環(huán)路中第一級神經(jīng)元（olfactory receptor neuron，ORN，嗅覺感受神經(jīng)元）和第二級神經(jīng)元（mitral and tufted cells，M/T cells，僧帽/簇狀細胞）的信息交流區(qū)域。研究團隊利用化學遺傳學干預手段和物理性嗅覺干預方式，均證實了嗅覺引起的神經(jīng)元活動可以調(diào)控膠質(zhì)瘤的生長。研究團隊進一步追根溯源，發(fā)現(xiàn)小鼠大腦中胰島素樣生長因子（insulin-like growth factor 1，IGF1）主要表達在嗅覺環(huán)路第二級神經(jīng)元M/T cells中，并通過實驗證明，嗅覺活動主要是通過IGF-1信號通路調(diào)控膠質(zhì)瘤的發(fā)生。

此項研究成果首次通過清晰證據(jù)鏈，證實嗅覺感知可直接調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)生，嗅覺感知體驗和神經(jīng)膠質(zhì)瘤發(fā)生之間存在獨特的直接聯(lián)系，為膠質(zhì)瘤的臨床診治提供新的思路和靶點。

本文是神經(jīng)系統(tǒng)膠質(zhì)瘤研究的顛覆性力作，是繼廈門大學分子疫苗學和分子診斷學國家重點實驗室陳洪敏課題組（2022年4月在國際學術期刊《Nature》子刊發(fā)表“ Carbonized paramagnetic complexes of manganese (II) as contrast agents for precise magnetic resonance imaging of sub-millimeter-sized orthotopic tumors ”，點擊鏈接看文章詳情）使用锘海LS18平鋪光片顯微鏡對膠質(zhì)瘤小鼠模型腦樣本進行3D高分辨成像的又一案例。

該文中的膠質(zhì)瘤小鼠模型腦樣本經(jīng)過組織透明化后，使用锘海LS18平鋪光片顯微鏡進行3D全腦成像。

原文Video S8 視頻展示Ms18905在OB的突觸小球?qū)雍皖w粒細胞層均攜帶明顯的腫瘤（其他3個時期對應的視頻可點擊文章鏈接進一步查看）。

文章鏈接：Olfactory sensory experience regulates gliomagenesis via neuronal IGF1

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