胶质瘤免疫抑制性肿瘤相关巨噬细胞（TAM）微环境中内吞调节因子的时空分布分析

《Brain Research》：Spatiotemporal profiling of endocytic regulators in the immunosuppressive TAM microenvironment of glioma

内吞作用在胶质瘤免疫重塑中的机制及关键基因FCGR2B、CLEC7A、LYAR的时空异质性研究，结合单细胞与空间转录组学分析，揭示其通过调控巨噬细胞极化及信号通路影响预后，为靶向治疗提供依据。

　　

施华|程彦豪|戴超|宋启民|韩雷|李红艳|卢玉成|王明亮

中国山东省临沂市人民医院神经外科

摘要

内吞作用在胶质瘤的免疫抑制机制中起着关键作用，但其在肿瘤微环境中的空间动态仍不完全清楚。本研究结合单细胞和空间转录组分析，探讨了参与免疫重塑的内吞相关调控因子。其中，FCGR2B、CLEC7A和LYAR被证实是与肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）及恶性细胞的时空异质性密切相关的重要调控因子。这些基因在肿瘤-正常组织交界处向血管周围和坏死区域的转录水平升高，并且在多个空间尺度上与M2型巨噬细胞表现出更强的空间共定位。细胞间通信分析表明，这些因子与SPP1、GRN和PSAP等内吞相关信号通路的激活有关。基于这些基因表达的预后风险评分能够有效区分不同分子亚型和临床结果的患者，而基于SHAP的模型分析量化了每个基因对风险预测的贡献。免疫组化和Western blot实验进一步验证了这些基因在高级别胶质瘤组织中的高表达。总体而言，这一空间多组学框架揭示了胶质瘤中的内吞相关免疫重塑，并确定了FCGR2B、CLEC7A和LYAR作为潜在的生物标志物和治疗靶点，以打破免疫抑制微环境。

引言

胶质瘤是一种高度异质性的原发性脑肿瘤，具有侵袭性生长、治疗抵抗性和不良预后的特点。临床研究显示，在围手术期免疫状态会发生动态变化（Xue等人，2025年；Qian等人，2025年）。其异质性源于基因组不稳定、肿瘤细胞的可塑性和复杂的肿瘤微环境（TME）组成。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）作为TME中的主要免疫细胞群，在胶质瘤进展中起关键作用（Quail和Joyce，2013年；Mantovani等人，2017年）。这些细胞常获得M2型免疫抑制表型，支持肿瘤生长、免疫逃逸和血管生成。此外，TAMs表现出明显的空间异质性，其转录和功能特征取决于其在肿瘤核心、侵袭边缘或血管周围区域的定位。随着胶质瘤的演变，它们的极化状态会从免疫调节型转变为促肿瘤型，反映了免疫环境的动态变化。

内吞作用逐渐被认识到是肿瘤微环境中免疫细胞功能的重要调节因子。通过内化细胞外囊泡、细胞因子和基质成分，内吞途径影响巨噬细胞的极化和细胞间通信（Khan和Steeg，2021年；Banushi等人，2023年）。尽管已有研究探讨了单个内吞相关信号通路，但内吞作用如何促进胶质瘤免疫重塑的全面和空间解析视图仍不完整。特别是，将内吞过程与肿瘤-免疫相互作用联系起来的上游调控因子尚未得到系统研究。

在本研究中，我们整合了单细胞和空间转录组数据，以描绘胶质瘤中的内吞相关调控网络（Zhao等人，2023年；Patel等人，2014年）。通过绘制不同肿瘤区域的内吞活性图谱，并将其与巨噬细胞极化状态相关联，我们确定了导致免疫抑制微环境时空异质性的关键调控因子。这一多组学框架为胶质瘤中免疫功能障碍的空间组织提供了新的见解，并提出了与内吞机制相关的潜在生物标志物和治疗靶点。

数据获取与处理

胶质瘤的转录组数据来自癌症基因组图谱（TCGA，https://portal.gdc.cancer.gov/，https://doi.org/10.1038/nbt.1663）和中国胶质瘤基因组图谱（CGGA，http://www.cgga.org.cn/）。正常对照组的脑皮层组织转录组数据来自基因型-组织表达（GTEx）项目（https://gtexportal.org/，dbGaP访问号：phs000424.v9；https://doi.org/10.1126/science.1262110）。

TCGA表达数据使用...

核心内吞基因的鉴定

对胶质瘤和正常脑组织的转录组数据进行批量校正后，共鉴定出6,102个差异表达基因（DEGs）（图1A）。基于基因本体论（GO）分析，发现内吞作用（GO:0030100）的调控与117个DEGs相关（图1B）。

根据高表达基因的正向因果关系和低表达基因的负向因果关系，MR分析进一步识别出31个显著...

讨论

内吞作用在重塑肿瘤微环境（TME）和指导肿瘤细胞分化中起着关键作用。一方面，它通过营养物质的摄取和受体介导的运输调节免疫代谢；另一方面，它调节肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的空间分布和极化（Yang等人，2024年）。此外，吞噬作用使TAMs能够吞噬髓鞘碎片，转变为富含脂质的巨噬细胞（LLMs），从而促进...

作者贡献声明

施华：撰写初稿、数据可视化、实验设计、数据分析、概念构建。程彦豪：撰写初稿、方法设计、数据管理。戴超：实验设计、资金申请。宋启民：数据可视化。韩雷：方法设计。李红艳：实验设计、数据分析。卢玉成：概念构建、撰写与编辑、项目监督、资金申请。王明亮：概念构建、撰写与编辑、项目监督。

资助

本研究得到了山东省医疗卫生科学技术发展项目（项目编号2019WS125）和临沂市重点研发计划（医学类）（项目编号2023YX0074）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。