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惡性膠質(zhì)瘤和其他無(wú)法治愈的膠質(zhì)瘤一樣，具有高發(fā)病率和死亡率的特點(diǎn)，這是由于它們的侵襲性生長(zhǎng)和耐藥性。

最近發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤細(xì)胞延伸超長(zhǎng)的膜管突起，稱(chēng)為腫瘤微管，它通過(guò)間隙連接，連接單個(gè)腫瘤細(xì)胞到功能和通信的多細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)。它們?cè)谙冗M(jìn)的無(wú)法治愈的神經(jīng)膠質(zhì)瘤動(dòng)物模型和人類(lèi)樣本中始終被發(fā)現(xiàn)。值得注意的是，這些腫瘤細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)通過(guò)頻繁的細(xì)胞間Ca2+信號(hào)實(shí)現(xiàn)多細(xì)胞通信，這部分受到神經(jīng)元輸入的影響。

此外，這些通信網(wǎng)絡(luò)可以在手術(shù)后自我修復(fù)，導(dǎo)致局部腫瘤復(fù)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)整合使腫瘤細(xì)胞更好地抵抗替莫唑胺化療和放療。

根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，研究人員開(kāi)展了，對(duì)這些腫瘤細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中的Ca2+通信模式的深入的生物學(xué)和數(shù)學(xué)研究，以更好地了解它們的基本結(jié)構(gòu)和功能，并確定潛在的漏洞。相關(guān)研究發(fā)表在《Nature》上，文章標(biāo)題為：“Autonomous rhythmic activity in glioma networks drives brain tumour growth"。

研究人員描述了，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)如何包括一個(gè)小的、可塑的高活性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞群，這些細(xì)胞顯示出有節(jié)奏的Ca2+信號(hào)振蕩，并特別與其他細(xì)胞連接。

它們的自主周期Ca2+瞬變，先于其他網(wǎng)絡(luò)連接細(xì)胞的Ca2+瞬變，激活頻率依賴(lài)的MAPK和NF-κB通路。

數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)分析表明，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)遵循無(wú)標(biāo)度特性，周期性腫瘤細(xì)胞經(jīng)常位于網(wǎng)絡(luò)樞紐。這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)能夠抵抗隨機(jī)破壞，但很容易失去關(guān)鍵樞紐。通過(guò)選擇性物理消融周期性腫瘤細(xì)胞或通過(guò)對(duì)鉀通道KCa3.1(也稱(chēng)為IK1、SK4或KCNN4)的遺傳或藥理學(xué)干擾來(lái)靶向自主節(jié)律性活動(dòng)，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害全身的信號(hào)通信。

總結(jié)：這導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中腫瘤細(xì)胞的活力顯著降低，減少了小鼠的腫瘤生長(zhǎng)，延長(zhǎng)了動(dòng)物的生存期。研究人員發(fā)現(xiàn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤中存在一小群高可塑性、高活性的細(xì)胞群，顯示自主節(jié)律性的Ca2+振蕩，并以此與其他細(xì)胞連接，并以此激活周期性依賴(lài)的MAPK和NF-κB通路。另外，作者們通過(guò)對(duì)鉀通道KCa3.1的遺傳操作可以干擾該細(xì)胞群的自主節(jié)律活性，抑制腫瘤生長(zhǎng)，成為了新的可能治療靶點(diǎn)。

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤網(wǎng)絡(luò)對(duì)周期性Ca2+活性的依賴(lài)產(chǎn)生了一個(gè)脆弱性，可用于開(kāi)發(fā)新的治療方法，如kca3.1抑制藥物。

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