解譯影響髓母細胞瘤預後與腦脊髓轉移的分子生物標誌(第2年)(2/2)

1920年代以來’聽母細胞瘤(Medulloblastoma, MB)是兒童小腦最常見的惡性腦腫瘤。此腫瘤的組 織診斷有4個亞型：典型(classic) ’結締組織增生/結節型(desmoplastic nodular) ’廣泛的結節型(extensive nodularity)，以及大細胞/間變型(large cell/anaplasia)。2011年，大規模基因體研究將MB分為4個亞 型：WNT型、SHH型、3型、及4型；且己發展出可靠的FFPE組織免疫染色診斷法。這些亞型與發 病年齡與臨床因子及治療方案有顯著的關聯性。國内髓母細胞瘤分子亞型診斷尚在發展中。MB臨床 上最關鍵的預後因素是診斷時己發生的腦脊聽液(M1)、軟腦膜(M2)、與軟脊膜(M3)轉移(leptomeningeal metastasis)。M1-3患者屬高風險群組’臨床治療需要更高的顱轴放射治療劑量’治療結果也較未轉移 的患者差。結合我們的治療經驗與整合相關研究報告’大於三歲的MB病童，軟腦脊膜轉移性腫瘤仍 然是影響治療與生存機率最重要的因素(Fig.1A, B)。因此要有效治療兒童MB最重要的研究工作是建 立分子分型診斷的實驗室能力，並找出調控髓母細胞瘤軟腦脊膜轉移的轉移基因與轉移機制 (leptomeningeal specific metastatic genes and mechanism)。 本計劃己完成之前期研究與作業如下列： 1.從152例MB病童的臨床資料中區分出有與沒有軟腦脊膜轉移兩組病人。 2.結合微陣列基因晶片與RNA測序(RNA-Seq)分析，我們利用22個已知亞型專一基因將23例MB 病人分成4個分子亞型(Fig. 2A)。 3.綜合微陣列基因晶片與RNA測序分析，我們發現18個潛在性亞型專一基因，並可應用於臨床診 斷(Fig. 2B)。 4.我們根據論文報告的3個分子亞型專一生物標記：beta-catanin、YAP1、FilaminA發展組織免疫染 色，已經可以將MB分成WNT型、SHH型、non-WNT/SHH等3個亞型(Fig. 3)。 5.我們再使用4個分子亞型專一基因：NPR3、IMPG2、UNC5D、GRM8，可以將non-WNT/SHH群 區分出第3型、及第4型之MB分子亞型(Fig. 4)。 6.結合微陣列基因晶片與RNA測序(RNA-Seq)分析’比對有轉移及沒有轉移的兒童髓母細胞瘤檢體， 我們發現15個與細胞遷移有關並與腫瘤轉移有高度相關的基因(Fig. 5)。 7.我們己建立使用Doay-Luc細胞移植之原位聽母細胞瘤小鼠模型及使用Doay-MTCN-Luc細胞移植 之軟腦脊膜特異性(leptomeningeal-specific)轉移聽母細胞瘤小鼠模型(Fig. 6, Fig.7)。 8.我們己有建立患者來源的異種移植(patient derived xanography, PDX)非典型畸胎/類橫紋肌細胞瘤 (AT/RT)小鼠模型經驗(Fig. 8A, B, C)，可以應用於建立轉移性聽母細胞瘤(metastatic MB)PDX小鼠 模型，供相關研究計劃使用。 本計劃完成之前期研究均屬於支援本計劃的實驗室環境與技術。 本計畫之具體目標： 一、進行並建立髓母細胞瘤分子亞型的分型流程模式；從病人腫瘤組織的基因輪廓分析研究尋找和驗 證分子亞型專一診斷新的分型基因(novel subgroup-specific signature genes)。 二、從病人的腫瘤組織基因輪廓分析解譯出診斷或調控MB軟腦脊膜特異性轉移有關的基因，研發出 與腫瘤轉移有關的分子診斷及個人化治療方案。 三、應用已成功建立穩定的軟腦脊膜轉移的髓母細胞瘤小鼠模型，建置3D轉移性髓母細胞瘤組織培 養系統，以觀察植入腫瘤細胞遷移情況、解譯促進轉移的組織微環境、基因、與分子機制，及並 據以發展標把治療。 四、利用PDX技術建立穩定的轉移性聽母細胞瘤小鼠模型，此動物模型較MYCN-Doay-Luc細胞模 型更接近臨床轉移性MB病人，可以作為轉移性髓母細胞瘤標靶藥物個人化治療的試驗平台。