膠質(zhì)母細胞瘤（Glioblastoma，GBM）是成人中常見的惡性腦腫瘤，其特征包括腫瘤壞死、微血管不穩(wěn)定、抵抗常規(guī)治療、復發(fā)率高等。腫瘤相關巨噬細胞(TAM)是膠質(zhì)母細胞瘤中主要的免疫浸潤細胞，直接與惡性細胞相互作用，促進腫瘤進展，在GBM中表現(xiàn)出顯著的異質(zhì)性，因此，TAM已成為一個有吸引力的治療靶點。

目前在大規(guī)模的臨床試驗中還沒有觀察到顯著有效的靶向TAM的方法，這可能源于腫瘤內(nèi)和腫瘤間細胞多樣性以及TAM池的可塑性。因此，探索TAM異質(zhì)性和形成機制是設計靶向TAM腫瘤治療的關鍵。近期，陸軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院全軍臨床病理學研究所卞修武院士/時雨副教授/平軼芳教授團隊聯(lián)合陸軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院腦膠質(zhì)瘤醫(yī)學研究中心/神經(jīng)外科李飛副教授，華中科技大學武漢光電國家研究中心祁淑紅副研究員在Cancer Cell上發(fā)表了題為“Identification of hypoxic macrophages in glioblastoma with therapeutic potential for vasculature normalization”的文章，該研究揭示了惡性膠質(zhì)瘤內(nèi)Mo-TAM的轉(zhuǎn)錄表型和空間分布異質(zhì)性特征，鑒定出缺氧壞死微環(huán)境內(nèi)富集的TAM缺氧亞群（Hypoxia-TAM）并證實其誘導微血管滲漏表型，闡明了靶向該亞群對膠質(zhì)瘤血管正常化和提高抗腫瘤藥物遞送效率的治療學意義。(麥特繪譜提供能量代謝和蛋白質(zhì)組檢測服務)

技術(shù)路線

圖1. 研究思路圖

研究結(jié)果

1. 單細胞轉(zhuǎn)錄組學對51例人惡性膠質(zhì)瘤Mo-TAM進行分析，聚類注釋到具有缺氧響應、趨化運動、吞噬和抗原呈遞、脂代謝依賴、干擾素產(chǎn)生、核糖體合成特征的新功能亞群，并證實Mo-TAM多個亞群的轉(zhuǎn)錄特征在小鼠膠質(zhì)瘤和人實體腫瘤中具有高度保守性。

圖2. Mo-TAM的單細胞轉(zhuǎn)錄組學景觀

2. 空間轉(zhuǎn)錄組學揭示Mo-TAM的細胞多樣性及異質(zhì)性，分析了35例人惡性膠質(zhì)瘤空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，建立了Mo-TAM不同亞群轉(zhuǎn)錄組特征與膠質(zhì)瘤組織病理結(jié)構(gòu)的空間映射網(wǎng)絡，繪制了Mo-TAM空間分布圖譜，發(fā)現(xiàn)不同Mo-TAM亞群在血管富集區(qū)、缺氧壞死區(qū)和侵襲前沿區(qū)的分布差異。

圖3. 空間轉(zhuǎn)錄組學揭示Mo-TAM的細胞多樣性特征

3. 多色免疫熒光成像證實了Hypoxia-TAM亞群在膠質(zhì)瘤缺氧壞死區(qū)高度富集，發(fā)現(xiàn)空間缺氧梯度與Hypoxia-TAM表型轉(zhuǎn)化、膠質(zhì)瘤細胞間質(zhì)型轉(zhuǎn)化、糖酵解代謝重編程和微血管增生具有一定的相關性。

圖4. Hypoxia-TAM亞群在缺氧壞死區(qū)高度富集

4. bulk（常規(guī)普通）轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和代謝組（能量代謝：糖酵解）的多組學整合分析，系統(tǒng)篩選并鑒定出缺氧壞死微環(huán)境內(nèi)膠質(zhì)瘤細胞產(chǎn)生的富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白（secreted protein acidic and rich in cysteine，SPARC）和缺氧誘導產(chǎn)生的乳酸是Hypoxia-TAM亞群極化的關鍵因素，并表明兩種因素協(xié)同誘導Mo-TAM內(nèi)p50(由NFKB1編碼)入核增強Hypoxia-TAM核心表型基因轉(zhuǎn)錄。

圖5. 低氧誘導Hypoxia-TAM極化

5. 進一步研究表明，Hypoxia-TAM直接促進腫瘤血管的滲漏，并通過Hypoxia-TAM過度分泌腎上腺髓質(zhì)素（ADM），致使膠質(zhì)瘤內(nèi)微血管內(nèi)皮細胞間的黏附連接破壞，進而引發(fā)血管高滲漏和血流低灌注。敲除Ccr2-Cre轉(zhuǎn)基因小鼠中單核細胞及其衍生細胞內(nèi)Adm，或采用ADM拮抗劑阻斷ADM分泌通路，能夠選擇性地恢復內(nèi)皮連接完整性并減少血管滲漏，從而誘導腫瘤內(nèi)微血管結(jié)構(gòu)正常化。

圖6. AMA治療hGBM異種移植瘤血管正�；�

6. 構(gòu)建Vehicle、Dab、AMA、AMA＋Dab模型，在BRAFV600E突變型腦腫瘤中證實ADM拮抗劑（AMA）與BRAF小分子抑制劑達拉非尼（Dabrafenib）聯(lián)用，能有效增加達拉非尼的瘤內(nèi)灌注，促進膠質(zhì)瘤血管正常化，抑制腫瘤生長。

圖7. AMA治療改善達拉非尼的治療效果

研究結(jié)論

該研究繪制膠質(zhì)母細胞瘤TAM空間圖譜，強調(diào)了腦膠質(zhì)瘤中Mo-TAM的多樣性和空間微環(huán)境引導的Mo-TAM重編程，鑒定出缺氧微環(huán)境內(nèi)Hypoxia-TAM新功能亞群，指出了針對Hypoxia-TAM的潛在治療方法，為提高腫瘤治療藥物灌注和療效提供新策略。

參考文獻

Wang W ,Li T ,Cheng Y , et al.Identification of hypoxic macrophages in glioblastoma with therapeutic potential for vasculature normalization.[J].Cancer cell, 2024.

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麥特繪譜為本文提供能量代謝和蛋白質(zhì)組檢測服務，助力本研究發(fā)現(xiàn)富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白和低氧誘導產(chǎn)生的乳酸，成為Hypoxia-TAM亞群極化的關鍵機制。麥特繪譜開創(chuàng)性地搭建了醫(yī)學領域高端代謝組學技術(shù)平臺，覆蓋了非靶向-全定量-代謝流等全方位的高端醫(yī)學代謝組解決方案，同時全面布局微生物組學、轉(zhuǎn)錄組學和蛋白質(zhì)組學等多組學技術(shù)服務，已成為全球多組學研究者的優(yōu)選合作伙伴。麥特繪譜擁有Q1000，Q500、Q300、Q200和膽汁酸、短鏈脂肪酸、色氨酸及吲哚衍生物、多胺和TMAO類等各類小分子代謝物、非靶向代謝組學和同位素示蹤代謝流技術(shù)等共40+系列檢測方法；已為數(shù)百家三甲醫(yī)院、科研院所和企業(yè)提供多組學解決方案，協(xié)助客戶與合作伙伴發(fā)表SCI文章400+篇，累計影響因子4000+，平均IF＞10，包括Cell, Nature, Science, Cell Metabolism, Immunity, Gut, Hepatology, Microbiome等頂級期刊。

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