骨肉瘤研究论文

骨肉瘤又称成骨肉瘤，是原发性恶性骨肿瘤中最常见，恶性程度最高的骨肿瘤。易发生肺转移。 本病以１５—２５岁发病者居多。 ７０％以上的病人发生在股骨远端和胫骨近端。预后不良。 一、成骨性肿瘤 1.成骨肉瘤（Osteosarcoma） 2.皮质旁成骨肉瘤（Juxtacortical osteosarcoma） 二、成软骨性肿瘤 1.软骨肉瘤（Chondrosarcoma） 2.近皮质软骨肉瘤（Juxtacortical Chondrosarcoma） 3.间叶性软骨肉瘤（Mesenchimal Chondrosarcoma） 三、脉管肿瘤 血管肉瘤（Angiosarcoma） 四、其它结缔组织肿瘤 1.纤维肉瘤（Fibrosarcoma） 2.脂肪肉瘤（Liposarcoma） 3.恶性间叶瘤（Malignant mesenchymoma） 4.未分化肉瘤（Undifferentiated sarcoma）骨肿瘤的病因至今未明，以往认为损伤特别是慢性轻微损伤、慢性感染 均可引起骨肿瘤。近年通过实验研究如Fujinaga曾用Harvey和Moloney的肉瘤病毒制成大量鼠骨肉瘤模型，Ｆinkel曾用不同类型的同位素和病毒制成骨肉瘤动物模型，亦有人用放射性物质如镭、锶等制成骨肉瘤动物模型。这些致病因素已被许多学者确认。骨肿瘤发病年龄男性为15～24岁，女性为5～14岁，可能与不同性别骨的生长与内分泌发育的早晚和时间长短有关。 在大多数原发性骨癌的病例中，不能明确病因，但有些病例可能有遗传性。某些染色体异常和少数少见的与遗传相关的疾病与骨癌有关。过去癌多可能发生在骨折或感染的部位。暴露于特殊的致癌物下，如某种染料或涂料等化学物质，可能会增加患骨癌的危险性。高剂量的放射线和某些化学治疗药物，尤其是称做烷基化物的制剂，可能与某些种类的骨癌发生有关。

骨肉瘤为骨生肉瘤中最恶性者，发病率略低于软骨肉瘤，占骨生肉瘤的2／5弱，发病机理不明。多数学者认为骨组织的任何部分均能产生骨肉瘤，但以骨膜深层为最易。当中瘤发生或蔓延之骨膜下时，骨膜即背肿瘤由骨面剥离而产生反应性新生骨，骨纹呈日光放射样。肿瘤与骨干相连接处，新生骨呈三角形。当骨膜下的肿瘤继续发展时，新生骨小梁逐渐消失，在x线照片上呈一种紊乱无秩序的骨性阴影。[病理] 骨肉瘤的主要组织成分为肿瘤性成骨细胞、肿瘤性骨样组织和肿瘤骨。其成分的多寡，随肿瘤性成骨细胞分化程度而异。分化比较成热者，肿瘤骨多，称为硬化性骨肉瘤，分化比较原始者，肿瘤骨少，称为溶骨性骨肉瘤。介乎二者之间者，即有不同程度的溶骨性和硬化性骨肉瘤。 在肉眼观察下，骨肉瘤的性质颇不一致，有坚硬如象牙者(硬化性骨肉瘤)，有脆软如肉芽易出血、瘤骨极少者(溶骨性骨肉瘤)，有田生长迅速而血不足， 以致部分肿瘤坏死，形成含棕色或血性液体的囊肿者，有生长迅速而血运丰富，肿瘤组织含有极多的扩张血管和血安，以致肿瘤产生搏动和杂音，形成假性动脉瘤者。显微镜检查，肿瘤组织的成分亦复杂无常。在硬化性部分的切片中，可以发现不分层，无骨小管系统，排列杂乱、染色颇深的肿瘤骨小梁。肿瘤骨小粱间隙之中，可能有未被破坏的正常骨质存在，与肿瘤骨对比，更显出肿瘤骨小粱不服从生理力线原则的紊乱现象。在溶骨性部分的切片中，则可以发现肿瘤骨稀少或不存在，偶尔或有散在的骨样组织，但肿瘤性成骨细胞极多，分化原始，大小不一，胞浆多少不匀，胞膜不清，胞核大，染色深，分裂多。此外血管丰富，有成窦状者，其管壁系由肿瘤细胞所形成。上，述两种显微镜下的不同组织象， 可能存在千同一骨肉瘤中。此点说明，骨肉瘤一且发生，不论其为硬化性或溶骨性，恶性的程度不可能有绝大差别。除上述镜下所见外，尚可发现两种比较少见的细胞：一为肿瘤巨细胞，胞核多至3—10个，染色颇深，一为异物巨细胞，散在于肿瘤坏死部分或出血部分的周围。其形态与骨巨细胞瘤的巨细胞同。总的说，骨肉瘤的主要成分为肿瘤性成骨细胞，骨样组织和肿瘤骨。但也可能有一些恶性程度不等的软骨组织小岛，数量小，不能左右骨肉瘤的本质。因此，不应因软骨组织的出现，更变骨肉瘤的名称。骨肉瘤转移早而迅速，转移瘤几乎完全发现于肺部，通过肺部转移至其他器官者则罕见；局部淋巴结因肿瘤坏死可有增生扩大现象，但很少有转移瘤的存在。[临床表现] 患者多为10~25岁的少年或青年： 由畸形性骨炎转变者， 年龄常超过50岁。长管状骨的干骺端为骨肉瘤最易发生的部位。骨骺、 骨干和其他任何部位的骨组织，亦能发生骨肉瘤。 约75％发生于股骨下端和胫骨上端。最早的主诉为持续的局部钻入样疼痛。剧痛往往不能忍受， 尤以夜间为甚。 因此，患者睡眠不佳，食欲不振，全身迅速消瘦，精神萎靡。疼痛发生2～3个月后， 局部或可摸到肿瘤， 但软硬不定， 且有轻度压痛。 肿瘤周围肌肉萎缩甚早， 使肿瘤部分显得更大。 以后皮肤紧张发亮，色泽改变， 呈紫铜色， 表面静脉怒张， 有时可以摸到搏动， 或听到血管搏动的杂音，故有称为恶性骨动脉瘤者。患者体温略有增高，体重减轻。化验检查，早期可发现轻度贫血、白细胞计数增多和血清硷性磷酸酶增加。患者经彻底手术治疗后，血清硷性磷酸酶应立即减至正常含量，如其含量仍继续超过正常水平，即有转移瘤存在的可疑。肺部和局部摄x线照片为诊断骨肉瘤和判断肉瘤预后的重要步骤。兹从下列几方面来叙述骨肉瘤的线征象：(一)局部软组织肿瘤；如肿瘤发生在骨膜深层，或肿瘤已由骨质内部向周围突破，则在x线照片上可以发现软组织中留影银河不规则的古话去。(二)骨膜变化： 早期的骨膜变化为三角形骨膜新骨形成， 其次为日光放射样的骨膜反应。晚期因肿瘤向周围扩大，三角形新生骨也随之发生缺损，并向骨干中部推移。日光放射样的新生骨小梁，因受肿瘤细胞的挤压和破坏，形成如毛发蓬松的紊乱状态。最后因肿瘤继续增生，新生骨可完全消失，软组织可显有不规则的肿瘤阴影。(三)皮质骨变化： 骨肉瘤发生于骨膜涣层或皮质骨本身时，其最早和最主要的变化为一侧皮质骨的轻度破坏和疏松。如肿瘤系硬化性骨肉瘤，除骨质破坏和疏松外，另有不规则的肿瘤骨增生的阴影。因此在x线照片中可以发现组织紊乱，毫无纹理，十分致密的肿瘤骨阴影重迭于疏松破坏的骨质上。(四)松质骨变化：由髓内发生的骨肉瘤以溶骨性为多，血运丰富， 生长快。骨质破坏系由内向外，迅速广泛，周围均匀，故骨膜反应性新生骨不易产生。x线征象可能为囊肿样，故易引起病理性骨折。(五)肺部的变化：肺部转移瘤一般在原发肿瘤出现4—9个月内发现。肺部转移瘤在早期不易觉察，故在肺部x线照片上未发现转移瘤时，决不等于肺中无转移瘤存在。一般每隔2—3个月即应重摄肺部x线照片一次，继续观察至2—3年后，若肺中仍无转移瘤发现，则其发现的可能性逐渐减少。转移瘤多数分布于肺叶边缘，偶尔亦可发生于肺门附近，后者应与钙化淋巴结鉴别。转移瘤呈大小不一的棉球状。生长缓慢者，产骨较多，密度亦高。亦有转移瘤完全不产生瘤骨，故其密度和其他软组织的转移瘤无异。骨肉瘤和骨关节结核的鉴别，比较容易。后者为慢性疾病，疼痛不剧烈。骨关节结核局部肿胀较大，大多数病例有关节面破坏现象。骨肉瘤很少侵入关节内部。骨肉瘤与其他恶性骨肿瘤的鉴别，有时比较困难，须赖组织病理检查，方可作出最后诊断。在一部分病例，骨肉瘤与软骨肉瘤之间，有时与骨纤维肉瘤之间，因无病理切片不能明确地区别，但这种鉴别对于治疗的决定及疗法的选择无重大意义。当有必要进行术前活组织检查时，Rb应准备冰冻切片，术者技术必须熟练，手术应在止血带下进行。一经诊断确定，立刻在止血带以上施行彻底手术治疗。但必须认识到止血带并不能完全制止骨髓腔内静脉血液的回流。当活组织检查的结果与临床和x线所见不相符合时，不宜采取以病理诊断为最后依据的态度，必须适当地考虑到活组织检查的局限性。在这种情况下，如果一再进行切取检查或长期等待观察，坐视肿瘤发展，对患者是极为不利的。只有全面了解整个病例，既重视病理检查又不忽视临床和x线所见，才可减少误诊。在实验室检查中血清硷性磷酸酶的测定对骨肉瘤的诊断和预后有一定意义。当血清硷性磷酸酶正常时，它对骨肉瘤的诊断不起否定作用，但当它经常超过6~7单位（甘油磷酸钠法)时，结合其他征象，对骨肉瘤的诊断却起着一定的支持作用。肿瘤经过彻底手术切除，增高的血清硷性磷酸酶不见降低或降低后又重新升高，则应考虑转移瘤的存在。[治疗和预后] 在还没有找到更好的办法以前，对诊断已确定而肺部尚无转移征象的病例，最好采用高位截肢或关节离断术。至少应越过一个关节进行截肢或离断。因此，胫骨肿瘤应作股骨截肢；股骨下端肿瘤应作髋关节离断，股骨上端肿瘤应作半骨盆切除。值得注意的是，肿瘤的扩散部位往往远超过X线所显示的范围。在被侵犯的同一骨干进行锯、凿的操作，都有扩散肿瘤的危险，因止血并不能有效的制止髓腔肿瘤的扩散。术者必须充分了解肿瘤的性质，技术熟练，决定果断，操作敏捷。必要时可先作一个简单斩断式截肢，去掉肿瘤，杜绝扩散的可能后，再仔细修整皮瓣和骨断端。上述的彻底手术在一小部分病例可达到根治；而在另一部分病例似乎亦有加速转移瘤发生和缩短生命的迹象。对骨肉瘤在采用彻底手术以前(包括活组织检查)，进行一个短期的局部放射和全身化学治疗可能有好处。虽然这种非手术措施对已形成的原发或转移骨肉瘤疗效不显著(根据现有的条件和药物)，但对由手术而扩散的游离肿瘤细胞可能有抑制或甚至毁灭性的影响。这种综合疗法对降低转移瘤发生率能否起作用，有待继续研究和观察。最近有人观察到利用局部体外循环，在彻底手术之前进行化学治疗，可以提高五年生存率。中药和免疫疗法也应用于骨肉瘤的治疗。

前言 骨肉瘤是最常见的原发性骨实性恶性肿瘤之一，好发于青少年和年轻人。患者的标准治疗包括化疗和手术。随着各种先进治疗方法的发展，患者的存活率大大提高了。然而，目前还没有已知的预防方法。因此，深入了解其发生机制，开发新的骨肉瘤治疗药物迫在眉睫。 N6-methyladenosine (m6A) 是真核生物mRNA中最丰富的可逆甲基化修饰。近年来，许多研究集中在m6a修饰的mRNA的生物学功能上。m6A修饰被发现参与多种生物学过程，并在癌症进展中发挥重要作用。如，FTO在急性髓系白血病(AML)中起着致癌因子的作用。ALKBH5已被证明与胰腺癌、胶质母细胞瘤有关，并影响雄性小鼠的生育能力。然而，对于m6A修饰在人骨肉瘤中的功能和潜在机制仍有很大程度的未知。 研究结果 1. m6A去甲基化酶ALKBH5在人骨肉瘤中下调 作者首先采用m6A ELISA和免疫荧光(IF)法定量人骨肉瘤细胞系U2OS、Saos2、143B和人成骨细胞(hOB) 细胞系中m6A的含量。结果显示，骨肉瘤细胞中m6A含量显著升高。此外，与hOB细胞相比，所有三种骨肉瘤细胞系中去甲基化酶ALKBH5 mRNA与m6A含量呈负相关显著降低，但在METTL3、METTL14、WTAP和FTO中无此现象。同时，免疫染色证实，与hOB细胞相比，U2OS、Saos2、143B骨肉瘤细胞系中的ALKBH5显著降低。此外，在人骨肉瘤组织中检测到ALKBH5的蛋白表达低于正常骨组织。我们进一步应用免疫组化(IHC)检测含102个组织芯的骨肉瘤组织微阵列(TMAs)中ALKBH5蛋白的表达。与正常骨组织相比，在恶性骨肉瘤核心部位，特别是IVB期（最高程度的骨肉瘤）检测到ALKBH5蛋白表达显著降低。来自TCGA数据集的Kaplan-Meier生存分析显示ALKBH5高表达的患者存活率较高，而低ALKBH5表达的患者存活率较低。以上结果表明，在人骨肉瘤中ALKBH5普遍下调，可能介导m6A修饰，在人骨肉瘤中发挥重要作用。 2. ALKBH5-依赖的 m6A去甲基化严重影响骨肉瘤细胞的生长和运动 为了确定ALKBH5调控m6A修饰是否在骨肉瘤细胞中起作用，作者分别过表达、敲降ALKBH5的表达来验证其细胞功能。我们检测了ALKBH5对细胞增殖、迁移和侵袭的影响。与预期一致，过表达ALKBH5显著抑制U2OS细胞的增殖、侵袭和迁移能力，而抑制ALKBH5的表达则诱导相反的作用。此外，当ALKBH5过表达时，早期和晚期凋亡细胞百分比均显著增加，而ALKBH5敲低对细胞的凋亡影响甚微。细胞克隆实验也产生类似的结果。 3. 鉴定ALKBH5 / m6a - pre - miR - 181 - b - 1 / miR -181b-5p-YAP轴作为一种新的通路抑制骨肉瘤肿瘤的进展 （1）ALKBH5通过调控pre-miR-181b-1的表达水平抑制骨肉瘤细胞增殖 如上所示，作者已经证明了ALKBH5依赖的m6A rna去甲基化对骨肉瘤肿瘤抑制的重要性。接下来，进一步深入了解其具体的分子机制。MiRNA的加工过程也受到骨肉瘤的特异性调控。然而，尚无报道显示m6A修饰在骨肉瘤miRNA加工过程中的生物学功能。因此，作者使用m6A 芯片在对照和过表达ALKBH5的U2OS细胞中鉴定ALKBH5修饰的miRNAs前体。通过微阵列检测到773个pre- miRNA，鉴定出11个在ALKBH5过表达的细胞中，比对照细胞减少20%(>减少倍)的pre- miRNA。值得注意的是，在pre- mirna中，pre-miR-181b-1再过表达ALKBH5后，甲基化显著降低。更重要的是，pre-miR-181b-1序列在不同物种间广泛保守。这些发现表明在骨肉瘤中pre-miR-181b-1是ALKBH5的一个潜在的作用靶点。进一步发现，premiR-181b-1在m6A-RIP中富集，而在IgG-IP中不富集。此外，pre-miR-181b-1和成熟miR-181b-5p在骨肉瘤细胞中明显低于hOB细胞。过表达ALKBH5可显著增加U2OS细胞中premiR-181b-1和miR-181b-5p的表达水平。相反，抑制ALKBH5产生相反的效果。正如作者所猜想，miR-181b-5p导致细胞迁移和细胞增殖的减少。miR-181b-5p下调(AMO-181b-5p)部分挽救了U2OS细胞中ALKBH5过表达导致的细胞迁移和增殖下降。 （2）YAP是人骨肉瘤细胞中miR-181-5p的关键靶基因 然后通过计算预测寻找miR-181-5p候选靶基因。通过这种方式，作者发现Yesassociated protein 1 (YAP)是miR-181-5p潜在的靶基因。有报道称YAP是一种致癌基因，在多种肿瘤发生发展中具有重要作用。接下来，作者证实了过表达的miR-181b-5p确实直接抑制了其靶基因YAP在骨肉瘤细胞中的表达，且发现过表达ALKBH5明显抑制了U2OS细胞中YAP的mRNA和蛋白水平，而抑制ALKBH5则使YAP的表达升高。同时，作者证实了YAP对骨肉瘤细胞生长的影响。siRNA沉默YAP显著抑制了U2OS细胞的增殖、侵袭、迁移和集落形成能力。 （3）YAP消除了ALKBH5对骨肉瘤细胞活力和小鼠异种肿瘤生长的抑制作用 为探究ALKBH5与YAP的相互关系，作者进一步分析了细胞生长的影响。与单独过表达ALKBH5相比，ALKBH5与YAP共表达组的细胞增殖明显增加。YAP还抵消了ALKBH5对U2OS细胞侵袭和迁移的抑制作用，YAP显著提高了活细胞百分率，减少了凋亡细胞，恢复了集落形成能力。并且，作者利用异种骨肉瘤小鼠模型评估了ALKBH5介导的m6A去甲基化的体内有效性。肿瘤体积和重量的降低，证明了ALKBH5过表达降低了骨肉瘤肿瘤的生长，而这一效果通过共转染过表达的YAP而抵消。 4）m6A读取蛋白YTHDF2正调节pre-miR-181b-1的稳定 因为ALKBH5介导的m6A去甲基化似乎增加了pre-miR-181b-1的表达，猜想pre-miR-181b-1是YTHDF2（促进m6A甲基化RNA降解的m6A读取蛋白）的一个靶点，与作者的猜想一致，再YTHDF2-IP组分中观察到pre-miR-181b-1的强烈富集。进一步，在U2OS细胞使用siYTHDF2敲降其表达后，pre-miR-181b-1和miR-181b-5p的表达均增加。此外，siYTHDF2可进一步增强ALKBH5过表达的抑瘤作用。以上数据表明ALKBH5介导的pre-miR-181b-1 m6A去甲基化在骨肉瘤中起关键作用。 4. 鉴定YAP mRNA作为ALKBH5在骨肉瘤中的直接靶点 （1）ALKBH5直接调控YAP的mRNA和蛋白稳定性 有趣的是，根据基于序列的m6A修饰位点预测网站( SRAMP)，作者观察到YAP基因的mRNA携带9个潜在的m6A修饰位点。接下来作者验证了ALKBH5是否可以直接调控YAP的m6A甲基化和基因降解。采用基因特异性m6A-qPCR检测YAP的表达。过表达ALKBH5后，m6A- RIP组YAP mRNA中m6A丰度明显降低，IgG-RIP组未见明显变化。此外，与siNC组相比，siALKBH5在转录抑制剂actinomycin D (ActD)存在的情况下增强了U2OS细胞中YAP mRNA的稳定性。同时，siALKBH5在翻译抑制剂环己酰亚胺(CHX)的作用下抑制了YAP的降解。然而，过表达ALKBH5产生相反的作用，导致骨肉瘤细胞中YAP-mRNA稳定性显著下降，YAP蛋白降解增加。 （2）m6A-依赖的YAP的翻译增强与YTHDF1呈正相关 以上结果表明，ALKBH5介导的m6A去甲基化抑制了YAP的表达，我们推测甲基化的YAP转录本是YTHDF1（促进甲基化转录本翻译的m6A读取蛋白）的潜在靶点。与IgG-RIP组相比，YTHDF1组YAP mRNA中的丰度明显增加，说明YTHDF1能够识别YAP mRNA中的m6修饰位点。接下来，作者发现YTHDF1 siRNA (siYTHDF1)降低了YAP蛋白水平。且在ALKBH5过表达的U2OS细胞中，过表达YTHDF1导致YAP增加。此外，与预期一致，上调YTHDF1水平可部分恢复对U2OS细胞增殖、侵袭、迁移、凋亡和集落形成能力的抑制作用。 总结 总的来说，作者的结果首次表明ALKBH5是一种抗肿瘤或促凋亡因子，至少部分地通过直接m6A甲基化YAP及甲基化pre-miR-181b-1间接下调YAP水平的双机制抑制YAP的表达来发挥作用。同时，作者也证明了pre-miRNAs可以被ALKBH5甲基化调控其成熟加工的过程。