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艾克发学术|IF=13.4,AlphaXTSA®多重免疫组化技术平台助力脊髓瘤“肿瘤出芽”最新研究

发布时间:2026.04.22

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导  语

北京大学人民医院研究团队联合多中心力量,通过苏木精 - 伊红染色、免疫组化(IHC)、多重免疫组化(mIHC)、单细胞RNA-seq、空间转录组学、动物异种移植和类器官模型等多种方法,发现转录因子BACH1驱动的胆固醇代谢型肿瘤相关巨噬细胞(CM-TAMs),通过分泌ANGPTL4结合类肿瘤出芽细胞亚群(TBLCs)表面的SDC4受体,增强其干细胞特性和胆固醇积累,最终促进脊索瘤恶性进展,为这种罕见肿瘤的预后评估和靶向治疗提供了潜在标志物与理论依据。该成果发表于2025年12月的Neuro-Oncology》(IF=13.4)

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研究背景



脊索瘤是一种起源于胚胎脊索残余组织的罕见间充质来源恶性肿瘤,好发于颅底和骶尾部,虽发病率低但具有显著上皮样特征,且存在普遍的类肿瘤出芽(TBL)结构,高TBL分级与肿瘤侵袭性表型及不良临床预后密切相关;目前该疾病面临发病隐匿、早期症状不特异导致确诊时多为晚期、肿瘤解剖位置深在使手术难以彻底切除、局部复发率高且易远处转移的临床困境,同时对化疗敏感性差,缺乏有效的分子靶向治疗手段,其恶性进展的核心机制(如 TBL 结构形成及调控通路)此前尚未明确,急需突破治疗瓶颈。

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研究方法



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研究结果



1. 脊索瘤中类肿瘤出芽(TBL)结构的形态学鉴定与分级标准建立

研究人员通过对 4 个独立队列共 481 例脊索瘤组织样本进行 H&E 染色和IHC染色(CK19、PanCK 标记),明确脊索瘤中普遍存在由少数肿瘤细胞组成的小簇状TBL结构;基于每 0.785mm²视野内TBL结构数量,制定统一分级标准:BD1级(≤4 个)、BD2级(5-9 个)、BD3级(≥10 个),为后续临床关联及机制研究提供标准化形态学指标。

图1 TBL特异性基因集的鉴定


2. TBL细胞亚群激活胆固醇代谢并与肿瘤干性相关

研究人员将TBL分级与患者临床病理参数及生存数据进行关联分析,结果显示:高TBL分级(BD3级)与肿瘤肌肉浸润、晚期AJCC分期等侵袭性表型显著正相关;生存分析表明,BD3级患者的局部无复发生存期和总生存期均显著短于BD1、BD2级患者;多因素Cox回归分析证实,TBL分级是脊索瘤独立的预后生物标志物,可有效用于患者风险分层。

图S5 通过单细胞RNA测序分析鉴定TBL相关与癌症干细胞(CSC)相关的肿瘤细胞亚群


3. 类肿瘤出芽细胞亚群(TBLCs)的分子特征与干细胞特性解析

研究人员通过多组学技术挖掘TBLCs的核心特征。利用GeoMx数字空间分析、空间转录组学、scRNA-seq等技术筛选出23个TBL特异性基因特征,成功鉴定TBLCs;功能富集分析及实验验证显示,TBLCs中CD133、CD15、SOX2等干细胞标志物表达上调,球形成能力显著增强,具有典型的肿瘤干细胞特性;同时发现TBLCs的胆固醇代谢通路异常激活,为后续代谢机制研究奠定基础。

图2 外源性胆固醇显著增强脊索瘤类器官的活性

4.肿瘤微环境中CM-TAMs与TBLCs的互作及ANGPTL4/SDC4信号轴鉴定
研究人员通过细胞间通讯分析揭示胆固醇代谢型肿瘤相关巨噬细胞(CM-TAMs)是与 TBLCs 互作的核心细胞;mIHC及空间距离分析证实,CM-TAMs 分泌的ANGPTL4与TBLCs表面的SDC4受体在组织中呈空间邻近分布(富集于 30μm 半径内);GST下拉实验、免疫共沉淀及ELISA验证表明,ANGPTL4与SDC4可直接结合,形成介导CM-TAMs调控TBLCs的功能信号轴。


图S14 CM-TAM通过ANGPTL4/SDC4信号通路调控TBLCs


5.转录因子BACH1调控CM-TAMs功能重编程的机制

研究人员通过scATAC-seq、转录因子motif分析及跨组学整合分析,发现转录因子BACH1在CM-TAMs中高表达,且其结合基序在CM-TAMs特异性染色质可及性区域显著富集;进一步实验证实,BACH1可直接结合ANGPTL4的启动子并调控其转录表达,驱动CM-TAMs的胆固醇代谢表型重编程,是CM-TAMs形成与功能发挥的上游核心调控因子。

图3 scATAC-seq证实BACH1是CM-TAM的上游转录调控因子

6.BACH1/ANGPTL4/SDC4轴及胆固醇代谢的体内外功能验证
体外细胞实验显示,沉默BACH1、ANGPTL4或SDC4可显著降低 TBLCs 的干细胞特性、胆固醇积累及增殖、侵袭能力,外源性ANGPTL4可逆转该效应;三维类器官模型中,胆固醇代谢抑制剂(辛伐他汀)或信号轴阻断可抑制肿瘤细胞活性;小鼠皮下异种移植模型证实,高TBL分级促进肿瘤生长,靶向干预(辛伐他汀或信号轴阻断)可显著抑制脊索瘤的侵袭性、TBL形成及肿瘤发生能力,明确该信号轴及胆固醇代谢是脊索瘤潜在治疗靶点。
图4 表达BACH1的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)显著增强脊索瘤的体内致瘤性

图5 在肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)中沉默ANGPTL4可显著抑制脊索瘤的体内致瘤性

图6 在肿瘤细胞中沉默SDC4会显著损害脊索瘤的体内致瘤能力
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研究结论




该研究通过多队列临床样本分析、多组学技术及体内外实验证实,脊索瘤中普遍存在类肿瘤出芽(TBL)结构,其高分级是该肿瘤独立的不良预后生物标志物,而类肿瘤出芽细胞亚群(TBLCs)具有显著干细胞特性且依赖异常激活的胆固醇代谢;转录因子BACH1驱动胆固醇代谢型肿瘤相关巨噬细胞(CM-TAMs)功能重编程,使其分泌ANGPTL4并与TBLCs表面的SDC4受体结合,通过BACH1/ANGPTL4/SDC4轴促进TBLCs的干细胞特性与胆固醇积累,加速脊索瘤恶性进展,且靶向胆固醇代谢或阻断该信号轴可有效抑制肿瘤侵袭与生长,为罕见难治性肿瘤提供了全新的预后评估指标与潜在治疗策略。

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 艾克发生物提供

多重免疫组化实验支持 




本研究涉及的HE染色,免疫组化,多重免疫组化实验均由艾克发生物提供技术支持,其中:IHC panel:CK19Panck、DAPICD44、DAPICD15、DAPICD133、DAPI,mIHC panel:CD68CXCL8AQP9ANGPTL4CK19SDC4DAPI


HE染色 & IHC(CK19)染色成功识别出脊索瘤中由少数肿瘤细胞组成的小簇状 TBL 结构,提升了 TBL 识别的准确性。

IHC(Panck、DAPI;CD44、DAPI;CD15、DAPI;CD133、DAPI)
PanCK 染色成功识别出脊索瘤中由少数肿瘤细胞组成的小簇状TBL结构,与HE染色互补,提升了TBL识别的准确性,验证了脊索瘤的上皮样特征;CD44 染色特异性标记出TBL结构中的肿瘤细胞,明确了TBL结构的分布范围,量化结果显示高TBL密度与肿瘤侵袭性相关;CD15、CD133(干细胞标志物)在TBLCs中高表达,证实TBLCs具有显著的肿瘤干细胞特性。

mIHC(panel:CD68、CXCL8、AQP9、ANGPTL4、CK19、SDC4、DAPI)
CD68(泛巨噬细胞标志物)明确了CM-TAMs在肿瘤组织中的整体分布密度;
CXCL8(促癌极化标志物)高表达证实CM-TAMs呈促癌表型,且其分布与 TBL 结构邻近;
AQP9(代谢相关标志物)表达揭示CM-TAMs具有异常激活的胆固醇代谢表型;
CK19 再次特异性标记TBLCs与TBL结构,为靶点互作分析锁定核心细胞;
ANGPTL4(CM-TAMs分泌配体)与 SDC4(TBLCs表面受体)呈现明显空间邻近性,直接佐证两者的配体 - 受体结合模式;

mIHC量化结果显示:高ANGPTL4+CM-TAMs密度、高SDC4+TBLCs比例与高TBL分级、不良临床预后显著相关。

参考文献:

[1]Zheng BW, Xia C, Huang W, Niu HQ, Luo BM, Liang SQ, Zheng BY, Jiang LX, Wu PF, Li J, Endo M, Zhang TL, Zou MX. Cholesterol-metabolic TAMs regulates tumor budding like cell subpopulation to promote chordoma stemness via BACH1/ANGPTL4/SDC4 axis. Neuro Oncol. 2025 Dec 14:noaf286. doi: 10.1093/neuonc/noaf286. Epub ahead of print. PMID: 41390963.

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