弥漫性中线神经胶质瘤 (DMG)，尤其是弥漫性内在性脑桥神经胶质瘤 (DIPG)，是一种致命的儿童脑肿瘤，难以诊断且缺乏任何真正的治疗方法。这些肿瘤通常会影响幼儿的深层中线脑结构，表明与早期脑发育和分化有关。H3K27M 突变会引发 DIPG，影响基因表达和脑发育。尽管针对基因突变进行了有针对性的药物干预，但该疾病的严峻预后仍未改变。DIPG 患者通常在诊断后 12 至 18 个月内死于该疾病。我们的审查发现，超过 85% 的 DIPG 肿瘤在组蛋白基因中存在 K27M 突变，导致异常生长。这种突变会影响关键的脑过程，包括上皮-间质转化途径，这可能解释了有无 K27M 的神经胶质瘤之间的差异。这些突变的时间尚不清楚。一种想法是，这些突变可能始于出生前大脑的早期发育。

摘要

弥漫性内在性脑桥神经胶质瘤 (DIPG)，现称为弥漫性中线神经胶质瘤 (DMG)，是一种高度侵袭性的儿科癌症，主要影响 4 至 9 岁的儿童。尽管进行了研究和临床试验以确定 DIPG 的可能治疗方法，但目前尚无有效药物。这些肿瘤通常会影响幼儿的深层中线脑结构，表明与早期脑发育的表观遗传调控靶点有关，可能影响神经祖细胞的功能和分化。H3K27M 突变是已知的 DIPG 触发因素，但表观遗传调控以外的确切机制仍不清楚。在彻底检查现有文献后，我们发现超过 85% 的 DIPG 肿瘤在编码组蛋白 H3.3 和 H3.1 的基因中含有体细胞错义突变 K27M，导致异常基因表达，从而驱动肿瘤生长和扩散。这种突变会影响关键的大脑发育过程，包括上皮间质转化 (EMT) 通路，并可能解释 H3K27M 和非 K27M 儿童胶质瘤之间的差异。对干细胞的影响表现为增殖增加和分化中断。发育大脑中 H3 基因家族成员的基因组组织揭示了其表达模式的变化。所有这些观察结果表明，需要全球努力了解发育起源和潜在治疗方法。

1. 简介

弥漫性内在性脑桥神经胶质瘤 (DIPG)，现常称为弥漫性中线神经胶质瘤 (DMG)，是一种侵袭性强且普遍致命的儿童癌症，起源于包围和保护大脑神经元的神经胶质细胞。这种毁灭性疾病主要影响 0-4 岁和 5-9 岁年龄段的儿童；患有 DMG 的女孩的预后比男孩差。它们通常位于脑桥，这是对呼吸、心跳和意识至关重要的脑干区域。美国每年约有 150-400 例新病例，欧洲也有类似数量，常见症状包括协调问题、肢体无力、言语困难和视力障碍。DIPG 的诊断也具有挑战性，因为它位于关键位置，无法通过手术切除。

DIPG 的标准治疗方法是局部放射，这可以暂时缓解症状，但不会影响 DIPG 患者的总体生存率。不幸的是，尽管努力治疗，DIPG 患者的平均生存期为12个月，五年生存率低于 5%。在超过 40 年的临床试验中，DIPG 的总体生存率没有任何提高。分次放射治疗 (59 灰度) 可缓解 DIPG 病例的疾病症状。大约 85% 的 DIPG 患者表现出 H3K27 改变的突变以及同时发生的基因突变。尽管针对基因突变进行了有针对性的药物干预，但该疾病的严峻预后仍然没有改变。DIPG 患者通常在确诊后 12 至 18 个月内死于该疾病。这些基因改变的时间仍然未知，一个合理的假设表明这些突变可能起源于胚胎大脑发育期间。

由于可用于分子和遗传分析的肿瘤组织稀缺，人们对 DIPG 生物学的理解历来有限。如今，由于技术的普及，肿瘤活检已成为一种几乎广泛使用的方案。因此， 近对儿童 DIPG 和丘脑胶质瘤组织样本的基因组研究表明，大约 85% 的 DIPG 肿瘤表现出一种独特的突变，即编码组蛋白 H3.3 和 H3.1 的基因中第 27 位赖氨酸变为蛋氨酸 (K27M)，导致转录异常。这种突变会诱导组蛋白的结构改变，破坏其与 DNA 和其他蛋白质相互作用的能力。因此，基因表达的变化促进了癌细胞的增殖和扩散。

认识到该突变对肿瘤生物学和临床结果的重大影响，该肿瘤在 2021 年 WHO 中枢神经系统肿瘤分类中被重新归类为“H3K27 变异”，与之前的术语“H3 K27M 突变，WHO IV 级” 不同。目前尚不清楚H3K27的改变发生在儿童生命的哪个时期。假设它可能发生在神经发育过程中。因此，除了恢复已知数据外，本综述的主要目的是促进全球进一步的努力。

2. H3K27 改变的 DIPG 和大脑发育

超过 85% 的 DIPG 含有编码组蛋白 3（异构体 H3.3 和 H3.1）基因的体细胞错义突变，导致赖氨酸 27 变为蛋氨酸。H3.1 突变的肿瘤与 H3.3 突变的肿瘤不同，因为它们发生在较年轻时，并且具有不同的临床病理学和放射学特征，包括略长的生存时间。

然而，尽管 H3K27M 突变主要发生在编码组蛋白变体 H3.3 的 H3F3A 基因座中，但在 H3.1 或 H3.2 变体中约 20% 的 DIPG 病例中也发现了该突变，通常发生在 HIST1H3B 基因中。通常，每种类型的 H3K27M DIPG 都会获得不同的二次突变。特别是当 H3.3K27M 突变发生在 DIPG 肿瘤中时，它通常与 TP53 通路中的突变同时发生。TP53 是一种参与调节细胞生长和分裂的肿瘤抑制基因。

因此，TP53 通路突变与 H3.3K27M 突变可能表明存在导致 DIPG 发展或进展的综合效应。另一方面，当 H3.1K27M 突变存在于 DIPG 肿瘤中时，它经常与与 ACVR1 和磷脂酰肌醇 3-激酶 (PI3K) 通路相关的基因突变同时发生。ACVR1 是一种编码参与细胞信号传导的受体的基因，而 PI3K 通路调节各种细胞过程，包括细胞生长和存活。

人类大脑在怀孕后 4 至 24 周内经历快速生长。神经元前体细胞 (NPC) 随后会发育成为神经元，其分裂速度高达每分钟 105 次以上，凸显了这一时期大脑发育的复杂性。出生后，大脑的脑室下区开始活跃，通过神经发生产生新的神经元。这些神经元会迁移到前额叶皮层，该皮层控制着决策和社会行为等复杂的认知功能。此外，有证据表明，在人类大脑发育过程中，在神经发生的持续过程中，还会发生体细胞突变。

2.1. 组蛋白 H3 动力学

近的一项计算机模拟研究使用公开的基于 RNA 测序的数据集，检查了人类 H3 基因家族在大脑发育过程中的基因组组织和表达。研究结果表明，在发育中的大脑中，至少有 17 个编码组蛋白 H3 蛋白的基因具有显著的转录活性，即通过产生 RNA 分子进行基因表达的过程。这些基因产生各种形式的组蛋白 H3 蛋白，包括传统的（典型）类型 H3.1 和一种称为复制独立型 H3.3 的类型。总共鉴定出六种组蛋白 H3 蛋白变体。一个值得注意的发现是，随着大脑的不断发育，负责产生 H3.3 蛋白的基因（如 H3F3A）的活性逐渐降低。这表明，随着大脑的成熟，H3.3 组蛋白的产生会随着时间的推移而减少。

相反，编码 H3.1 蛋白的基因（如 HIST1H3B）则表现出不同的模式。他们观察到在胎儿大脑发育的早期阶段，这些基因的活性显著下调或降低。在 初的下降之后，这些基因大多保持不活跃或沉默。这些结果表明，在大脑发育过程中，控制不同组蛋白 H3 蛋白产生的不同调控模式。H3.3 产生的逐渐减少表明这些蛋白在早期发育过程中具有潜在作用，而 H3.1 基因的下调意味着随着大脑发育的进展，所使用的组蛋白类型发生了变化。

此外，还观察到一些 H3 基因含有可变密码子 K27-AAG，而其他基因在此位置有替代密码子 AAA。HIST1H3B 属于 H3.1 类，在早期发育的人脑中，H3.1 亚型中 H3.1 转录本的比例 大。在具有 H3.1K27M 和 H3.3K27M 突变的 DIPG 中，临床特征和 DNA 甲基化模式的变化已被记录。尽管如此，H3K27M 的影响似乎依赖于染色质周围环境和致癌组蛋白在染色质中的存在。

2.2. H3.3K27M 和 H3.1K27M 癌组蛋白对 DIPG 肿瘤发生的影响

Nagaraja 等人研究了 H3.3K27M 和 H3.1K27M 致癌组蛋白在染色质失调和肿瘤形成方面的分子差异。他们对 25 份尸检 DIPG 肿瘤样本进行了 H3K27ac 染色质免疫沉淀测序 (ChIP-seq) 分析，其中包括 16 份 H3.3K27M DIPG、9 份 H3.1K27M DIPG 和 5 份来自非恶性儿童脑桥标本的罕见正常儿童脑桥组织样本。他们发现 H3.3K27M DIPG 表现出与早期神经发育相关的转录因子富集。这尤其包括与 X-box (RFX) 家族结合的调节因子，它在形成中线大脑结构中起着关键作用。

相比之下，H3.1K27M DIPG 显示出与核因子红细胞 2 (NFE2) 信号传导相关的基序的富集，特别是涉及 NFE2L3，后者因参与介导癌细胞对治疗的耐药性而受到认可。此外，这些发现凸显了两种组蛋白变体 H3.3K27M 和 H3.1K27M 在基因组内的定位模式与其正常形式的差异，以及它们对 DIPG 中染色质结构和基因调控的潜在影响。具体而言，H3.3K27M 通常位于活性染色质区域，这些区域是基因组中基因表达受到主动调控的区域。相比之下，H3.1K27M 在整个基因组中的分布更广泛，表明它可能对基因调控产生更广泛的影响。

这种定位模式的差异可能具有重要意义。例如，它可能影响这些变异如何影响组蛋白修饰（可影响基因表达的组蛋白化学变化）、染色质的可及性（DNA 的可及性和转录的难易程度）以及转录因子（调节基因表达的蛋白质）在 DIPG 的不同亚组中的结合。尽管 H3K27M 突变仅占整个组蛋白 H3 蛋白的一小部分（3-17%），但它显著影响了 DIPG 的表观遗传状况。表观遗传失调是儿童癌症的一个重要标志，其中恶性肿瘤与基因表达的广泛破坏有关。H3K27M 突变引起的一个关键的表观遗传变化是 H3K27me3 水平降低，这是一种特定的组蛋白修饰，通过翻译后修饰在基因调控中起重要作用。H3K27me3的消耗是由于 H3K27M 破坏了多梳抑制复合物 2 (PRC2) 的正常功能，尽管有多种替代机制被提出。

H3K27me3 是表观遗传调控中的关键因素，它控制基因激活或抑制而不改变底层 DNA 序列。在 DIPG 中，表观遗传控制的广泛干扰促进了癌症的发展，在某些情况下，这还伴随着已确定的致癌途径的二次突变。

2.3. 胶质瘤形成中的 EMT 和 H3K27me3 失调

大脑发育过程中的许多关键过程均受 H3K27me3 沉积控制，其失调可能导致神经胶质瘤形成。上皮-间质转化 (EMT) 通路就是这样一种生物过程，它对早期胚胎发育中的几个关键发育事件至关重要（图 2）。

首先，它在原肠胚形成过程中起着至关重要的作用，这是胚胎发育早期的关键阶段，胚胎从简单的球形结构转变为更复杂、具有不同组织层的多层结构。EMT 参与此过程中细胞的移动和重排，从而形成这些组织层。

其次，EMT 通路对于神经嵴细胞迁移至关重要。神经嵴细胞是一组从发育中的神经管（产生大脑和脊髓）迁移到胚胎各个位置的细胞，它们在那里分化成各种细胞类型，包括神经元、神经胶质细胞和周围神经系统细胞。EMT 通路促进这些细胞从其起源地迁移到 终目的地。

后，EMT 在神经管形成过程中也发挥着关键作用。神经管是中枢神经系统的前身，包括大脑和脊髓。在胚胎发育过程中，神经管通过一系列复杂的形态发生过程形成，其中之一涉及 EMT。该途径有助于塑造和构建神经管，确保神经系统正常发育。

Sanders 等人使用 RNA 测序数据集进行了一项全面分析，以比较具有 H3K27M 突变的儿童神经胶质瘤与不具有该突变的儿童神经胶质瘤（称为非 K27M 肿瘤）之间的基因表达模式。他们的发现揭示了 EMT 通路在这些肿瘤中的作用。他们观察到，在 H3K27M 和非 K27M 肿瘤之间表现出差异表达的基因中，与 EMT 相关的基因显著富集。具体而言，与非 K27 M 肿瘤相比，具有 H3K27M 突变的肿瘤显示与 EMT 早期阶段相关的基因（前 EMT 基因）表达增加，而与 EMT 后期阶段相关的基因（后 EMT 基因）表达减少。此外，对脑类器官数据（一种模拟人脑结构和功能的模型系统）的分析支持了 H3K27M 肿瘤与前 EMT 阶段的正常脑细胞有相似之处的观点。这表明 H3K27M 肿瘤的分子特征可能类似于处于 EMT 初始阶段的正常脑细胞。

此外，研究人员还检查了通过单细胞 RNA 测序生成的数据集，这是一种分析单个细胞基因表达的强大技术。该分析揭示了 H3K27M 和非 K27M 胶质瘤中存在不同阶段的 EMT。有趣的是，他们发现与 H3.3 变体 (H3.3K27M) 突变的肿瘤相比，H3.1 组蛋白变体 (H3.1K27M) 突变的肿瘤似乎类似于 EMT 的后期阶段。在 DIPG 肿瘤中，H3K27me3 的水平发生了改变，这可能会破坏其正常的抑制功能。这种破坏可能导致与癌症发展相关的基因表达增加。

因此，这些基因表达变化可能促使 DIPG 的发生和发展，从而可能加剧这种脑癌的侵袭性。H3K27M 变异的神经胶质瘤中 H3K27me3 的整体缺失被认为会导致基因表达失调，从而可能导致肿瘤发生。只有当突变发生在易受转录状态的细胞中时，例如早期神经或神经胶质前体细胞，才可能发生癌变。

DIPG 肿瘤的发生和分布并非随机的，而是遵循特定的空间和时间模式。这一观察结果表明，这些肿瘤的形成可能受到周围环境相关因素以及大脑发育过程中细胞事件发生时间的影响。总体而言，DIPG 肿瘤的发展可能与正常神经发育过程的中断密切相关。

2.4. H3K27M 和少突胶质细胞前体细胞 (OPC)

肿瘤细胞可能起源于脑干内一种易感细胞（称为“起源细胞”），这些细胞可能受到其微环境线索的影响，从而支持或促进肿瘤的发展。

此外，组织学研究结果表明，DIPG 肿瘤通常出现在脑干中早期少突胶质细胞前体细胞丰富的区域。这些细胞属于少突胶质细胞谱系，负责产生髓鞘——一种脂肪物质，可以隔离神经纤维并促进有效的神经通讯。少突胶质细胞前体细胞 (OPC) 对髓鞘发育至关重要，尤其是在儿童和青少年时期。

OPC 的增殖和活力依赖于血小板衍生生长因子 A (PDGF-A) 及其相应受体 PDGFRA 的激活。然而，尽管 PDGFRA 信号传导对于维持 OPC 至关重要，但它会阻碍其分化过程。值得注意的是，随着 OPC 逐渐成熟为髓鞘少突胶质细胞 (OL)，PDGFRA 信号传导会减弱。相反，PDGFRA 在许多胶质瘤亚型（包括 DMG）中经常发生基因扩增或突变。尽管如此，人们对 OPC 内因 PDGFRA 表达失调而引发的特定细胞和分子改变仍知之甚少。

Cardona 等人培育出携带野生型人类 PDGFRA ( h PDGFRA ) 条件性敲入 (KI) 的小鼠，该基因在产前 Olig2 或 GFAP 表达祖细胞（关键脑细胞前体）中选择性上调。他们的研究表明，产前胶质祖细胞中h PDGFRA的过度表达会导致少突胶质细胞发育受损，随后导致中枢神经系统髓鞘形成减退。

新兴证据表明新生儿脑干 OPC 可能是 DIPG 的起源。早期研究支持了这一论断，这些研究揭示了人类和鼠脑干中表达 Olig2 的前体细胞的增殖与儿科患者脑干胶质瘤的发病之间存在空间和时间相关性。这些发现强调了 OPC 可能参与这种脑肿瘤的发病机制。

尽管 DIPG 可能起源于脑干中的 OPC，但尚未通过代表性小鼠模型进行实验验证，Tomita 等人通过使用 RCAS/Tv-a 禽逆转录病毒系统在新生小鼠脑干内诱导两种不同的脑祖细胞群（表达 Olig2 的细胞和表达 Nestin 的细胞）形成 DMG，从而解决了这一问题。通过引入特定的基因操作（包括 PDGF-A 或 PDGF-B 过表达和 p53 缺失），在两种细胞模型中均成功诱导出神经胶质瘤。

值得注意的是，引入 H3.3K27M 突变后，根据细胞环境观察到不同的结果。在 Nestin 表达细胞中，与野生型 H3.3 相比，这种突变显著加速了肿瘤进展并增强了细胞增殖，而其影响在 Olig2 表达细胞中则不太明显。此外，与 Nestin 表达细胞相比，源自 Olig2 表达细胞的肿瘤中 H3.3K27M 表达细胞的频率降低，这表明这种突变的必要性取决于起源的细胞类型。

随后的 RNA 测序分析揭示了源自不同细胞类型和基因修饰的肿瘤中存在不同的转录谱。通过基因集富集分析 (GSEA)，我们描绘出了 H3.3K27M 的细胞来源特异性影响，它在 Olig2 标记的肿瘤中促进 EMT 和血管生成，而在 Nestin 标记的肿瘤中减弱这些过程。这些发现强调了这样一种观点，即 H3.3K27M 突变的致癌影响表现出随特定祖细胞类型而变化的差异，其中 Nestin 表达细胞相对于 Olig2 表达细胞对其影响表现出更高的敏感性。

有一种名为 Tenascin-C (TNC) 的蛋白质在大脑发育中发挥着不同的作用，包括引导神经元迁移、维持干细胞生态位，并可能影响这些前体细胞的行为，可能导致 DIPG 的发生或发展。TNC 被描述为细胞外基质 (ECM) 糖蛋白。ECM 是一个复杂的蛋白质和其他分子网络，可提供结构支持并调节各种细胞功能。糖蛋白是附着有糖分子的蛋白质。

TNC 在介导细胞间（细胞-细胞）以及细胞与周围环境（细胞-基质）之间的相互作用方面发挥着关键作用，这对于细胞迁移、粘附和信号传导等过程至关重要。此外，TNC 还参与引导正常大脑发育过程中的迁移神经元，表明其在引导神经元到适当位置以形成适当的神经回路和大脑结构方面具有调节功能。此外，TNC 有助于维持发育大脑中称为干细胞微环境的特殊微环境，通过调节血小板衍生生长因子 (PDGF) 和 Notch 等信号通路的活性来支持干细胞的存活和增殖，从而调节细胞的生长和分化。

Qi 等人分析了 TNC 的表达模式，研究了它们与临床病理特征的关联，并探索了 TNC 在儿童神经胶质瘤（包括 DIPG）中的生物学效应。首先，他们发现与正常脑组织相比，DIPG 肿瘤组织中的 TNC 表达显著增加。他们通过分析大量儿童神经胶质瘤标本和小鼠异种移植肿瘤证实了这一结果。此外，他们观察到高 TNC 表达程度与较高的肿瘤分级和较差的临床结果（包括总体生存率和肿瘤复发）相关，表明 TNC 在肿瘤进展中可能发挥作用。使用细胞系的进一步研究表明，较高的 TNC 表达与 H3K27M 突变的存在有关。有趣的是，TNC 还根据 H3K27M 突变的存在表现出对细胞增殖的不同影响。

DIPG 是在活跃的中线髓鞘结构形成过程中形成的，但目前尚不清楚 H3K27M 突变发生的时间和发生在哪种细胞类型中。 近的基因小鼠模型研究表明，通常与中线胶质瘤相关的基因改变（包括 H3K27M 突变）如果在产前大脑发育过程中引入大脑，则会在出生后诱发脑干肿瘤形成。这凸显了产前事件在这些类型脑肿瘤发展中的关键作用。此外，当将 H3K27M 突变与其他基因改变（例如 TP53 基因敲除和/或 PDGFRA 基因扩增）结合引入实验室培养的神经干细胞 (NSC) 并将它们移植到小鼠大脑中时，令人惊讶的是，在显微镜下观察时，所产生的肿瘤并不像弥漫性中线胶质瘤的典型外观。这些肿瘤缺乏弥漫性中线胶质瘤患者的预期特征。

这一发现表明，虽然引入的突变和其他基因改变可能在肿瘤形成中发挥了作用，但仅靠它们不足以形成类似弥漫性中线胶质瘤的肿瘤。这意味着需要其他因素或基因改变才能完全复制这些脑肿瘤的特征。有证据支持这样一种观点，即脑肿瘤可能按照这样一种模型发展，即突变 初发生在神经干细胞中，导致由更特化的神经前体细胞产生的癌症形成。针对成人多形性胶质母细胞瘤 (GBM) 肿瘤进行的研究结果支持这一模型。他们表明，在遗传小鼠模型中，当与这种癌症相关的突变被引入神经干细胞时，只有当干细胞分化为一种名为 OPC 的特定前体细胞时，才会导致肿瘤形成。进一步的研究表明，GBM 可能来自神经干细胞和 OPC。GBM 的具体分子亚型可能由肿瘤来源的前体细胞类型决定。单细胞 RNA 测序分析结果进一步支持了胶质母细胞瘤肿瘤发生的 NSC 模型，该结果显示，患者肿瘤中主要负责驱动疾病的细胞表达与 OPC 相似的基因特征。这一发现进一步支持了 NSC 参与肿瘤发生和发展的证据。因此，在大脑发育或各种神经系统过程（包括肿瘤形成）中，可能参与的细胞类型包括神经上皮细胞 (NSC)、放射状胶质细胞（神经祖细胞）和 OPC。

Silveira 等人在他们的研究中调查了组蛋白 H3K27M 突变对 DIPG 肿瘤的影响。他们利用 DIPG 异种移植模型（由人类 DIPG 细胞在小鼠体内发展而来的肿瘤）进行了实验来抑制这种突变的表达。这种干预导致 H3K27me3 水平恢复。对有和没有 H3K27M 突变敲低的 DIPG 异种移植进行比较分析，揭示了突变对转录组（细胞中完整的 RNA 分子集）和表观基因组（DNA 和组蛋白化学修饰的整体模式）的特定影响。具体而言，发现该突变通过释放平衡的启动子直接影响某些基因的表达，从而引发与增殖和分化过程有关的基因表达模式的改变， 终导致肿瘤的表型和生长。

在随后的研究中，Haag 等人研究了与 DIPG 相关的 H3.3K27M 突变的影响，他们使用携带此突变的人类诱导性多能干细胞 (iPSC) 研究了此突变的影响。他们利用可诱导形式的 H3.3K27M 突变，将其策略性地引入 iPSC 基因组，从而控制其激活。随后，研究人员仔细研究了这种突变对源自这些 iPSC 的各种神经细胞类型的影响。值得注意的是，发现这种突变可以增强发育基因的表达，特别是位于二价启动子处的基因表达——二价启动子是能够激活或抑制对维持细胞身份和功能至关重要的基因的 DNA 区域。有趣的是，这种突变的影响对不同的神经细胞类型有所不同：携带突变的 iPSC 活力受损，而 NSC 在诱导突变后增殖增强，OPC 也表现出增殖适度增加。值得注意的是，当突变与 NSC 中 TP53 的失活相结合时，移植到小鼠体内后就会形成肿瘤，这在原位异种移植模型中有效地反映了人类 DIPG 的情况。这强调了 H3.3K27M 突变和 TP53 在 NSC 启动肿瘤发生中的关键作用。具体而言，在 NSC 中，H3.3K27M 突变维持了与干细胞和增殖相关的基因的表达，同时过早激活了与 OPC 相关的遗传程序。这些分子改变可能是肿瘤形成的基础，因为它促进了异常细胞生长并阻碍了正常的细胞分化过程。

为了在不受其他突变影响的情况下评估该突变对干细胞状态和分化潜力的影响，Kfoury-Beaumont 等人研究了 H3K27M 突变如何影响人类胚胎干细胞模型中的细胞增殖和分化，通过在 H3F3A 基因中引入单碱基突变（A>T），创建了人类胚胎干细胞（h ESC）系。该突变导致蛋白质第 27 位的氨基酸从 K 替换为 M，从而产生 H3K27M。他们发现 H3K27M 可增强干细胞增殖，破坏分化并导致细胞特化过程中基因表达异常。该突变导致部分分化状态和克隆形成性增强，可能为获得参与神经胶质瘤形成的更多突变创造有利条件。

3.结论

总之，编码组蛋白 H3 变体的基因突变（特别是 H3K27M 突变）对驱动 DIPG 发展至关重要。尽管它们在大多数 DIPG 病例中都很普遍，但该疾病表现出相当大的临床和分子多样性，其特点是继发性突变。TP53、ACVR1 和 PI3K 等关键信号通路同时发生的突变强调了 DIPG 肿瘤发生的复杂分子格局。这些突变会破坏组蛋白分布，影响基因调控和染色质结构。这种破坏，加上 PRC2 等表观遗传调节因子功能的改变，导致基因表达模式异常，促进癌症发展。了解这些分子动力学对于创造有效的 DIPG 疗法至关重要。

针对由 H3K27M 突变引起的表观遗传失调是一种有前途的治疗策略。HDAC 抑制剂和其他表观遗传修饰剂有可能恢复被 H3K27M 突变破坏的正常组蛋白修饰和基因表达模式。此外，利用 H3K27M 突变和放射疗法之间的协同作用可能会提高治疗效果。进一步研究 DIPG 肿瘤发生的分子机制，包括 Tenascin-C 在肿瘤进展中的作用以及 H3K27M 突变对少突胶质细胞前体细胞的影响，对于确定新的治疗靶点和改善患者预后是必要的。 终，了解导致 DIPG 的遗传和表观遗传变化非常重要，以创建个性化的治疗方法，并专门针对这种致命的儿童脑癌。