Nature文章分享：ZFTA-RELA室管膜瘤代谢-表观致癌环路研究

ZFTA-RELA融合阳性室管膜瘤恶性程度高，极易发生脑脊液播散，形成肉眼无法识别的隐匿性脊髓微转移，给体内药效评价带来巨大挑战。这篇《Nature》研究揭示了衣康酸介导的代谢-表观正反馈是该肿瘤的致癌驱动环路。瑞孚迪（Revvity）的IVIS小动物活体成像系统作为核心体内评价工具，利用高灵敏度生物发光成像，在同一只小鼠上同时追踪颅内原发肿瘤和自发性脊髓转移，区分原发灶与转移灶信号，直观揭示单药、联合用药对肿瘤生长以及脑脊液播散转移的不同治疗效果，为脑肿瘤临床前研究提供有力手段。

ZFTA-RELA融合阳性室管膜瘤，是儿童与成人恶性脑肿瘤，临床缺少靶向治疗手段。肿瘤细胞劫持巨噬细胞特征代谢通路，上调ACOD1（IRG1）合成衣康酸；衣康酸抑制组蛋白去甲基化酶KDM5，提升H3K4me3修饰，表观激活ZFTA-RELA融合转录，形成恶性正反馈环路。肿瘤依赖谷氨酰胺代谢供给衣康酸合成碳源；ZFTA-RELA通过表观抑制PTEN，持续激活PI3K-mTOR信号通路。该肿瘤极易发生脑脊液播散，产生隐匿的脊髓转移，是造成患者死亡的关键原因。研究构建多种体内动物模型，包括胚胎宫内电转IUE模型、颅内原位立体定向移植模型、皮下PDX模型；所有颅内肿瘤生长、药物体内疗效、自发性脊髓转移的动态监测，全部由瑞孚迪IVIS小动物活体生物发光成像系统完成。

作者首先将携带荧光素酶报告基因的ZFTA-RELA小鼠神经干细胞mNSC；颅内立体定向注射建立颅内原位异种移植瘤；IUE宫内电转模型直接在胚胎导入带荧光素酶的ZFTA-RELA质粒。利用LivingImage软件，通过ROI分区圈选，分别圈选脑部颅内原发灶区域、远端脊髓区域，输出数据作为肿瘤负荷定量指标；每只动物成像信号归一化至给药前基线值，计算肿瘤信号倍数变化，用于统计与论文绘图。

首先作者进行造模验证实验，筛选合格入组动物（IUE宫内电转、颅内原位移植模型）。通过颅内原位立体定向注射，或者胚胎IUE宫内电转造模完成后，等待肿瘤定植生长；然后小鼠腹腔注射荧光素底物，麻醉后置于IVIS Spectrum成像平台采集BLI生物发光信号；这时只有脑部区域BLI＞10⁵ photons/s，判定为造模成功；剔除无发光、造模失败个体，才纳入后续给药分组；同时记录每只小鼠基线发光值，后续全部时间点信号相对于基线做归一化，消除动物个体造模差异。

纵向动态监测颅内原发肿瘤生长，评估单药/联合用药体内抗肿瘤药效

作者研究测试多套治疗方案：ACOD1抑制剂二甲基柠康酸DM-Cit；可透过血脑屏障谷氨酰胺拮抗剂JHU-083；PI3K-mTOR抑制剂PI-103；药物单药、两两联合治疗。

给药周期内，每周固定时间重复IVIS Spectrum活体BLI成像，同一批小鼠长期追踪颅内原发肿瘤负荷变化。ROI圈选小鼠头部颅内区域，定量生物发光光子信号，绘制肿瘤信号倍数变化曲线。

对比Vehicle对照组与各给药组BLI信号变化，评估药物抑制颅内肿瘤增殖效果；同时结合生存曲线，关联肿瘤负荷与小鼠生存时间。

关键体内发现：JHU-083单药可显著抑制颅内ZFTA-RELA肿瘤生长，延长荷瘤小鼠生存期；JHU-083联合放疗可以进一步提升治疗获益。（图1）

图1.颅内原位模型不同治疗组代表性BLI图像

继而区分颅内原发灶与隐匿脊髓转移，分区定量评估药物抑制转移效果

ZFTA-RELA颅内肿瘤会沿脑脊液发生自发性脊髓转移；脊髓微转移病灶肉眼、MRI、解剖均很难早期识别。IVIS Spectrum利用全身生物发光成像，实现同一小鼠体内将脑部原发肿瘤信号、脊髓转移信号进行解耦分离：成像时，设置两套独立ROI感兴趣区：头部颅内区域（原发肿瘤）；躯干靠后脊髓区域（转移灶）；利用LivingImage软件分别读取颅内、脊髓两处信号，原发肿瘤负荷和脊髓转移负荷分开统计，互不干扰；实验终点同时开展离体脊髓组织BLI成像，验证活体成像检测到的脊髓转移信号，排除体内信号干扰。

图2.IVIS活体BLI成像图，不同给药组小鼠颅内肿瘤+脊髓转移生物发光信号；用于评估药物对颅内肿瘤及自发性脊髓转移的抑制效果

研究小结

这篇Nature工作揭示ZFTA-RELA室管膜瘤全新的代谢-表观致癌环路；作者依靠IVIS得到的关键生物学结论：

JHU-083（谷氨酰胺拮抗剂）或者PI-103（PI3K-mTOR抑制剂）单药治疗，仅能抑制颅内原发肿瘤，无法阻止脊髓转移发生。

ACOD1抑制（DM-Cit）单药，或者JHU-083+PI-103联合给药，不仅抑制颅内肿瘤，还可以完全消除自发性脊髓转移。

瑞孚迪IVIS小动物活体成像系统承担核心体内评价角色，不只是评估颅内肿瘤，更关键实现了自发性隐匿脊髓转移的无创、动态、分区定量，完整解析单药与联合用药对原发肿瘤、脑脊液播散转移的双重治疗效果，为脑肿瘤靶向代谢通路的临床前转化研究提供强有力工具支撑。

参考文献

Natarajan, S.K., Lum, J., Skeans, J.H. et al. ZFTA–RELA ependymomas make itaconate to epigenetically drive fusion expression. Nature 652, 1004–1015 (2026).