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膠質瘤-神經元環路重塑誘導區域免疫抑制的機制研究及靶向治療新策略
《Nature Communications》:Glioma-neuronal circuit remodeling induces regional immunosuppression
【字體: 大 中 小 】 時間:2025年05月23日 來源:Nature Communications 14.7
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本研究針對膠質母細胞瘤(GBM)中神經元活動驅動的免疫抑制微環境這一關鍵科學問題,通過單細胞測序、空間轉錄組和基因編輯等技術,揭示腫瘤源性血小板反應蛋白-1(TSP1)通過促進突觸形成和谷氨酸能神經元過度興奮,誘導抗炎性腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)富集和CD8+T細胞功能抑制的分子機制。研究發現FDA批準的抗癲癇藥物perampanel可逆轉免疫抑制表型,為聯合免疫治療提供新思路。
在惡性腦腫瘤治療領域,膠質母細胞瘤(GBM)因其侵襲性強、預后差被稱為"癌王"。盡管手術和放化療技術不斷進步,患者中位生存期仍不足15個月。近年來,癌癥神經科學領域取得突破性發現:GBM細胞不僅與神經元形成功能性突觸連接,還能重塑神經環路促進自身生長。然而,這種獨特的神經元-腫瘤互作如何影響腫瘤免疫微環境,仍是懸而未決的關鍵科學問題。
美國加州大學舊金山分校的Takahide Nejo、Saritha Krishna和Hideho Okada團隊在《Nature Communications》發表重要研究成果。研究團隊整合臨床樣本分析、基因編輯小鼠模型和多組學技術,通過單細胞RNA測序(scRNA-seq)、空間轉錄組(10x Visium)和全細胞膜片鉗記錄等方法,系統解析了GBM中神經元-免疫串擾的分子機制。
研究首先對術前經腦磁圖(MEG)和MRI定位的高功能連接(HFC)與低功能連接(LFC)區域腫瘤樣本進行單細胞測序分析;蚣患治(GSEA)顯示,HFC區域顯著下調炎癥反應、干擾素-γ反應和TNF-α-NFκB通路相關基因?臻g轉錄組在人和小鼠GBM中均發現神經突觸活動基因與促炎特征呈負相關。通過CRISPR-Cas9構建TSP1敲除(KO)的SB28小鼠GBM模型,電生理記錄顯示KO腫瘤周圍皮層神經元自發性興奮性突觸后電流(sEPSCs)間隔延長,證實TSP1缺失可降低神經元過度興奮。
免疫表型分析揭示,TSP1-KO腫瘤中促炎型(CD86+CD206-)TAMs比例增加1.3倍,抗炎型(CD86-CD206+)TAMs減少40%。體外共培養實驗表明,KO來源的CD11b+細胞對T細胞增殖的抑制能力降低57%。更令人振奮的是,使用AMPA受體拮抗劑perampanel處理可重現TSP1敲除的免疫調節效果,使小鼠生存期延長19.5%。
這項研究首次闡明GBM通過TSP1介導的突觸形成-神經元過度興奮-免疫抑制軸逃避免疫監視的完整機制。臨床轉化方面,研究團隊嘗試將perampanel與抗PD-1抗體和EGFRvIII-CAR T細胞聯合治療,在44%的小鼠中觀察到腫瘤完全消退,且治療組CAR T細胞呈現記憶表型特征,為克服GBM免疫治療耐藥性提供新策略。
該成果的突破性體現在三方面:首先,建立神經元活動-免疫抑制的直接因果關系,完善"癌癥神經免疫學"理論框架;其次,發現TSP1這一可藥靶點,其抑制劑已進入臨床用于抗癲癇治療,具有快速轉化的潛力;最后,提出靶向神經元-免疫串擾的聯合治療新范式,為改善GBM免疫治療響應開辟道路。未來研究可進一步探索其他神經元活動調節分子對免疫細胞的影響,以及在不同GBM分子亞型中的特異性機制。
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