在特定儿茶酚胺能细胞中条件性激活c-MYC可驱动神经母细胞瘤或生长抑素瘤的发生

Conditional Activation of c-MYC in Distinct Catecholaminergic Cells Drives Development of Neuroblastoma or Somatostatinoma

作者信息Tingting Wang, Lingling Liu, Jie Fang, Hongjian Jin, Sivaraman Natarajan, Heather Sheppard, Meifen Lu, Gregory Turner, Thomas Confer, Melissa Johnson, Jeffrey Steinberg, Larry Ha, Nour Yadak, Richa Jain, David J Picketts, Xiaotu Ma, Andrew Murphy, Andrew M Davidoff, Evan S Glazer, John Easton, Xiang Chen, Ruoning Wang, Jun Yang
PMID39531507
发布时间2025-02-01
DOI10.1158/0008-5472.CAN-24-1142

实验完整度

研究包含多个独立证据层级:基因工程小鼠模型建立、病理与IHC分析、转录组(bulk和snRNA-seq)、功能验证(疗法反应)以及细胞系和异种移植模型。

主要模型

Dbh-iCre;CAG-MYC小鼠(C57BL/6背景) Th-Cre;CAG-MYC小鼠(C57BL/6背景) 小鼠来源同种异体移植瘤模型(C57BL/6小鼠皮下移植)

重点核对

Cre重组酶类型:Dbh-iCre vs. Dbh-Cre vs. Th-Cre 小鼠遗传背景:C57BL/6 他莫昔芬使用:文中未明确说明(不适用本模型) c-MYC激活导致肿瘤类型差异:Dbh-iCre;CAG-MYC产生神经母细胞瘤,Th-Cre;CAG-MYC产生生长抑素瘤 治疗剂量:DFMO浓度(2, 5, 10 g/L),抗GD2和抗PD-1/PD-L1剂量均为200 μg/只,每周两次

摘要

c-MYC是高风险神经母细胞瘤的重要驱动因子。缺乏c-MYC驱动的基因工程小鼠模型(GEMM)阻碍了更好地理解神经母细胞瘤肿瘤发生机制和开发有效疗法。在本研究中,我们展示了通过酪氨酸羟化酶启动子驱动的Cre重组酶诱导c-MYC的条件性表达,导致了以PDX1+生长抑素瘤为主的胰腺神经内分泌肿瘤。然而,通过改进的由多巴胺β-羟化酶启动子驱动的Cre重组酶激活c-MYC则导致了神经母细胞瘤的发展。c-MYC小鼠神经母细胞瘤肿瘤再现了人类神经母细胞瘤的病理和遗传特征,并对抗GD2免疫治疗和二氟甲基鸟氨酸(一种FDA批准的针对MYC转录靶点ODC1的抑制剂)有反应。因此,c-MYC过表达根据靶向细胞的不同会导致不同但相关的肿瘤类型。这些GEMMs为测试这些疾病的免疫疗法和靶向疗法提供了有价值的工具。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探究在特定儿茶酚胺能细胞中条件性激活c-MYC是否能够驱动神经母细胞瘤或胰腺神经内分泌肿瘤的发生。
核心机制
c-MYC在不同神经嵴衍生细胞中的时空表达差异决定了肿瘤类型,可能通过协调组织特异性核心调控回路转录因子(如PHOX2B或PDX1)驱动不同肿瘤发生。
主要证据
Dbh-iCre;CAG-MYC小鼠产生高外显率的神经母细胞瘤,肿瘤表达GD2、PHOX2B等标志物,基因表达谱与人类神经母细胞瘤相似;Th-Cre;CAG-MYC小鼠产生低外显率的胰腺生长抑素瘤,表达PDX1、SST等标志物。
研究意义
提供了首个c-MYC驱动的神经母细胞瘤GEMM和生长抑素瘤模型,为研究肿瘤起源、机制以及测试免疫疗法和靶向疗法提供了有价值的工具。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建条件性c-MYC激活的小鼠模型

验证在不同细胞谱系中激活c-MYC能否诱导肿瘤发生。

将CAG-MYC小鼠与多种Cre小鼠(Sox10-Cre、Dbh-Cre、Th-Cre、Dbh-iCre)杂交,获得双转基因小鼠,观察肿瘤发生情况。

2

病理学与免疫组化表征肿瘤类型

确定肿瘤的组织学类型和标志物表达。

对肿瘤组织进行H&E染色和IHC染色,检测NSE、TH、SYP、GD2、c-MYC、Ki67/PCNA等标志物。

3

转录组分析(bulk RNA-seq和snRNA-seq)

比较肿瘤与正常组织的转录组特征,确定肿瘤分子特征和细胞起源。

对肿瘤和正常组织进行bulk RNA-seq,并进行GSEA;对肿瘤进行snRNA-seq,分析细胞异质性和标志物表达。

4

建立同种异体移植模型并测试治疗反应

验证肿瘤细胞可在免疫活性小鼠中生长,并测试免疫治疗和靶向治疗的疗效。

从Dbh-iCre;CAG-MYC小鼠肿瘤中分离细胞,皮下注射到C57BL/6小鼠,建立同种异体移植模型,并用抗GD2、抗PD-1/PD-L1或DFMO处理。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
酪氨酸羟化酶-Cre小鼠The Jackson LaboratoryStrain #: 008601; RRID: IMSR_JAX:008601
多巴胺β-羟化酶-Cre小鼠The Jackson LaboratoryStock #: 033951; RRID: IMSR_JAX:033951
Dbh-iCre小鼠Johannes H. Schulte--
Sox10-Cre小鼠The Jackson LaboratoryStock #: 025807; RRID: IMSR_JAX:025807
CAG-MYC小鼠The Jackson LaboratoryStock #: 020458; RRID: IMSR_JAX:020458
LSL-MYCN小鼠Johannes H. Schulte--
ATRX flox/flox小鼠David J. Picketts labN/A
C57BL/6小鼠The Jackson LaboratoryStock #: 005304; RRID: IMSR_JAX:005304
DMEM培养基Corning--
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
基质胶Corning--
PowerPlex 16 HS SystemPromega--
支原体PCR检测试剂盒Sigma-AldrichCat# MP0035
JumpStart Taq DNA聚合酶Sigma-AldrichCat# D9307
Phire组织直接PCR预混液试剂盒Thermo Fisher Scientific--
DreamTaq Green 2×预混液Thermo Fisher Scientific--
Bruker BioSpec 94/20 MRI系统Bruker BioSpin MRI GmbH--
VEVO-3100超声系统FUJIFILM VisualSonics--
gentleMACS Octo组织处理器Miltenyi Biotec--
PE/cyanine7抗GD2抗体BioLegendCatalog # 357307
PE/cyanine7抗小鼠IgG抗体BioLegendCatalog # 400232
NovoCyte流式细胞仪ACEA Biosciences--
InVivoMAb大鼠IgG2b同型对照BioXcellcat # BE0090
抗GD2抗体BioXCellcat # BE0318
抗PD-1抗体BioXCellcat # BE0146
抗PD-L1抗体BioXCellcat # BE0101
二氟甲基鸟氨酸(DFMO;盐酸依氟鸟氨酸一水合物)Carbosynth LLCcat # FE11666
抗TH抗体MilliporeAB152
抗波形蛋白抗体Abcamab92547
抗S100抗体DAKOZ031129
抗胰高血糖素抗体Cell Signaling Technology2760
抗胰岛素抗体Lifespan BiosciencesLS-B2526
抗细胞角蛋白Oscar抗体CovanceSIG-3465-1000
抗嗜铬粒蛋白A抗体ImmunoStar20085
抗突触素抗体Abcamab32127
抗活化的caspase 3抗体Cell Signaling Technology9664
抗MYCN抗体Cell Signaling Technology51705
抗KI67抗体Thermo Fisher ScientificRM-9106
抗PCNA抗体Thermo Fisher ScientificMA5-32051
抗c-MYC抗体Abcamab32072
抗NSE抗体DAKOM087301
抗细胞角蛋白AE1/AE3抗体MilliporeMAB3412
14.G2a抗GD2双唾液酸神经节苷脂抗体BD Biosciencescatalog no. 554272
RNA稳定溶液Qiagen76106
RNeasy小型试剂盒Qiagencat. #74136
Chromium单细胞基因表达试剂盒10x Genomics--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型构建
Cre品系(Dbh-iCre vs. Dbh-Cre vs. Th-Cre)、小鼠遗传背景(C57BL/6)
阅读提示:Methods: Animals; Results: Conditional c-MYC induction by a Cre with improved coding sequence in the Dbh locus
肿瘤监测
肿瘤发生率和位置、监测时间
阅读提示:Results: Conditional c-MYC induction by Cre recombinase under Th promoter; Methods: Ultrasound imaging
病理分析
H&E和IHC染色条件、抗体稀释度、抗原修复方法
阅读提示:Methods: Pathology and IHC
转录组分析
RNA提取方法、测序平台、差异表达分析标准(fold change和P值)、GSEA参数
阅读提示:Methods: RNA extraction and RNA sequencing and analysis; Results: Transcriptomic analysis
同种异体移植和治疗
细胞注射数量、接种方式、治疗剂量和时间表
阅读提示:Methods: Establishment of mouse-derived allografts for therapies; Results: Mouse-derived allograft neuroblastoma models