摘要：神经母细胞瘤是一种发生于外周交感神经系统的肿瘤，是儿童时期最常见的癌症。由于大多数神经母细胞瘤发病和进展的细胞和分子机制尚不清楚，在生理和疾病方面新的体内模型的建立可能会更好地分析周围神经系统的发展。这篇综述的重点是利用斑马鱼作为研究神经母细胞瘤发育的合适和创新的模型。我们简要地总结了目前关于斑马鱼外周交感神经系统形成的知识，重点介绍了在胚胎发育过程中交感神经元分化过程中起关键作用的关键基因和细胞途径。因此，我们注意到斑马鱼模型在神经母细胞瘤研究领域的价值，它可以提高我们对胚胎发育过程中恶性转化和进展的基因和生物通路的认识。

 

 

背景：神经母细胞瘤（NB）是外周交感神经系统引起的最常见的颅外实体肿瘤（PSN），包括脊髓交感神经节和肾上腺髓质。这种毁灭性的肿瘤起源于交感神经细胞系来源于神经嵴细胞（NCCS），导致大约15%的癌症儿童死亡。NB具有巨大的遗传和生物异质性，许多研究已经完成，以了解NB起源和发展的复杂机制。在过去的几年中，斑马鱼已成为研究人类疾病的经典小鼠模型的一个有吸引力的替代工具，从儿科到成人肿瘤，从血液到神经退行性疾病。值得注意的是，应用于小鼠的几种实验技术已扩展到斑马鱼，斑马鱼模型有望为癌症研究的有效治疗策略的开发提供极其有用的帮助。例如，斑马鱼已成为鉴定新化合物的重要工具，具有潜在的临床意义，允许对当前可用的化学库进行高通量筛选。一个完整的理解的斑马鱼PSN发育的潜在的生物过程将有助于确定导致恶性转化和NB进展的分子途径。斑马鱼体内模型获得的生物学信息可能有助于发现NB早期发育过程中功能失调的基因和分子途径。

 

神经母细胞瘤概述：NB表现为局部或转移性疾病，NB患者有不同的生存率。局限性肿瘤患者预后良好，在诊断后5年以上总生存率99%以上。一年以上的转移性肿瘤患儿的生存率在诊断后5年低于40%。

 

神经母细胞瘤的体内模型：以往的研究已经建立了不同的体内NB模型。NB小鼠模型是研究这种侵袭性恶性肿瘤生长和转移的临床相关工具。原位和皮下异种移植小鼠模型已广泛用于临床测试对NB的新治疗策略。值得注意的是，异种移植小鼠模型显示的生物学特性，这限制了在体内系统中获得标准化以反映肿瘤发病机制的可能性。这些变量包括肿瘤细胞在自然肿瘤微环境外植入前的操作。由于所施加的人工条件下，异种移植小鼠频繁发生肿瘤不代表相应的人类癌症在其原生环境发展。肿瘤细胞的操作可能会导致基因组或转录的变化不同于人癌细胞产生。为了克服这些限制，Weiss和同事们通过在神经嵴源性干细胞的大鼠酪氨酸羟化酶启动子驱动的人类MYCN癌基因过度表达建立了转基因NB小鼠模型。这些小鼠自发形成NB只在交感神经系统与人类肿瘤相似性高，证明NB成因MYCN的参与。其他转基因小鼠模型有助于阐明NB发病的细胞机制。这些动物模型支持这种儿童癌症的产前起源。在越来越多的专门综述NB起源，斑马鱼模型已经成为NB发病体内研究的一项新的重要平台。斑马鱼优势：（一）它的繁殖和透明度特性允许在短时间内研究第一阶段的发展；（二）斑马鱼胚胎和幼虫的光学透明度允许移植人类肿瘤细胞的行为研究或荧光标记的癌基因的表达。（三）它的形态将允许通过在短时间内出现的形态畸变来研究疾病表型。（四）可有数千个斑马鱼胚胎和幼虫进行组织标本采集和高通量药物筛选；（五）斑马鱼基因操纵的技术越来越多，如瞬时/稳定基因丢失和功能获得以及高通量DNA和RNA测序技术。因此，斑马鱼模型是一个强大的工具，用于分析在PSN发展和NB的起源的分子通路。这一生物学信息不仅对准确了解恶性转化发生的时间和地点非常重要，而且对于快速确定可能的遗传或化学肿瘤进展调节剂具有重要意义。

 

斑马鱼作为研究外周交感神经系统发育的模型：越来越多的证据表明，NB是在胚胎期从NCC血统中产生的。交感神经节和成熟肾上腺髓质细胞来自NCC的瞬态池。这些细胞经历了四个关键的发育阶段。首先，从神经管的背侧区域的NCCs发生上皮间质转化（EMT），大部分分化为交感前。然后，交感前向附近的背主动脉脊索腹侧部迁移。最后，这些细胞的神经分化程序激活，演变为成熟的交感神经节和肾上腺髓质的嗜铬细胞。

 

神经嵴细胞上皮-间质转化的诱导：在神经胚形成后，NCCs经历神经管顶板的EMT。从神经上皮层迁移通过外围，分化为多种细胞类型，包括外周神经系统和肠神经系统的细胞、色素细胞、雪旺氏细胞、肾上腺髓质细胞和颅面骨的软骨细胞。钙在细胞表面的表达下调，细胞骨架重构和蛋白酶的合成是关键事件，调解这一过渡。这些细胞的变化对于胚胎发育过程中许多组织的发育也是必不可少的。有趣的是，类似的修改都概括在病理过程中，如纤维化、肿瘤耐药。最近，在体外研究表明，EMT可能也参与了NB的发，Nozato和他的同事们发现，KRT19、ErbB3，Twist1和Tcf3 EMT相关基因在一组NB患者中的差异表达。因此，除了MYCN基因扩增，EMT相关基因的表达水平可能成为一个额外的患者的预后标志物。尽管最近发现了这一点，但在体内模型中没有确凿证据支持EMT和NB发病机制之间的关系。因此，需要进一步的研究来阐明EMT是否在肿瘤的发生发展和最终转移中起作用。

 

神经嵴细胞迁移分化：在EMT开始，NCCs获得的极化形态，遵循两个迁徙路线远离神经管的背外侧和腹内侧。NCC衍生交感前迁移在骨节，而背外侧通路主要是产生色素的细胞谱系，包括黑色素细胞。

斑马鱼外周交感神经系统的分子发育：斑马鱼的PSN的发展已经得到很好的研究。事实上，尽管斑马鱼和哺乳动物之间存在着许多结构和生理上的差异，但斑马鱼交感神经细胞的形态和分化与其他脊椎动物有着相当的相似性。在斑马鱼中，躯干交感前开始约16小时后受精（HPF）迁移从体节7按腹侧通路，表明交感神经元的形成是类似于其他脊椎动物。当交感前达到背主动脉，其他分子，如N-cadherin，CXCL12、和分子，在离散和体节模式交感神经节段组织的成长起着至关重要的作用。背主动脉衍生的骨形态发生因子对于分化的交感前成为成熟的交感神经细胞是不可缺少的。交感神经系统是由紧密调控的转录因子指定，在斑马鱼中，这个过程已经进行了详细的表征。

 

神经母细胞瘤的斑马鱼基因模型：正如前面所描述的，在体内的一些策略被用来剖析通常协调交感神经发育的分子通路。正向和反向遗传技术和转基因斑马鱼模型为研究正常脊椎动物发育或人类癌症形成的基因和通路的功能提供了新的见解。

 

原癌基因MYCN：ALK受体与肿瘤抑制基因NF1基因功能的相互作用：正常的交感神经发育过程中，原癌基因MYCN基因在早期后迁移的神经嵴细胞中高表达，它调节NCCs,腹侧迁移和扩展，在不同的交感神经元分化过程中，MYCN蛋白水平逐渐下降。这一观察表明，交感肾上腺成熟需要低或无MYCN基因的表达。MYCN基因在交感前的持续表达与20%以上的NB患者观察到的扩增相似，极大地阻碍对嗜铬细胞表型发展，导致在肾间组织形成大量的NB。在斑马鱼肾间组织肿瘤形成概括起源肾上腺髓质部位，在大约一半受NB影响的儿童中观察到这一点。在小鼠MYCN转基因肿瘤模型主要发生在交感神经颈神经节复合体和颈上神经节。组织学肿瘤大量出现在MYCN过量表达的斑马鱼，所产生的免疫组织化学和超微结构与人类非常相似，支持使用该模型研究NB肿瘤发生。最近，斑马鱼MYCN转基因模型已被用于研究领域的肿瘤抑制蛋白1对抑制NB的成长很重要。

 

结论：在过去的几十年中，NB的许多细胞和分子特征已经被鉴定出来，其中一些基因畸变被认为是患者预后的有力和强有力的预测因子。尽管如此，这一儿科肿瘤仍有更多的复杂性，需要不断的研究来将这一信息转化为更有效的临床治疗方法。虽然小鼠和鸡模型已被用来剖析PSN发展和NB的发病机制。斑马鱼显示几个优点，包括光学透明的胚胎，小尺寸和外部发育，使NCC迁移和分化更加容易。重要的是，产生新的斑马鱼的NB模型有助于了解NB生物学和遗传学的知识。因此，斑马鱼的转基因和突变株的产生和应用可能为更好地了解NB生物学和高通量药物筛选体内潜在的化学肿瘤抑制基因提供新的机会。

 

https://link.springer.com/article/10.1186/s12935-016-0360-z