单细胞与空间转录组解析MAZ(+)NPC样细胞簇在胶质瘤复发和耐药中的关键作用

本研究针对胶质瘤替莫唑胺(TMZ)耐药机制不明的问题，通过单细胞和空间转录组技术，首次揭示MAZ(+)神经前体细胞样(NPC-like)簇通过增强DNA修复和干性特征驱动TMZ耐药。研究发现MAZ通过上调FOXM1表达促进耐药，联合紫杉醇和曲美替尼可有效克服耐药，为胶质瘤精准治疗提供新靶点。

　　

胶质瘤作为中枢神经系统最常见的恶性肿瘤，其异质性、侵袭性和耐药性一直是临床治疗的巨大挑战。尽管替莫唑胺(TMZ)能穿透血脑屏障成为标准化疗药物，但耐药性几乎不可避免。传统群体水平研究难以解析耐药机制，而单细胞和空间转录组技术的突破为揭示肿瘤细胞组成和动态变化提供了全新工具。

福建省肿瘤医院与哈尔滨医科大学的研究团队在《Journal of Translational Medicine》发表重要成果，通过整合单细胞测序(GSE190129)、空间转录组(GSE235672)和TCGA/CGGA大样本数据，系统解析了TMZ耐药机制。研究采用单细胞聚类(Seurat)、拷贝数变异分析(InferCNV)、药物扰动分析(Augur/beyondcell)、转录因子活性分析(pySCENIC)、空间去卷积(RCTD)和贝叶斯反卷积(BayesPrism)等关键技术，首次绘制了胶质瘤耐药的细胞图谱。

NPC样细胞簇是胶质瘤TMZ耐药和复发的主导群体
单细胞数据将胶质瘤细胞分为6类：NPC样、OPC样(少突胶质前体细胞样)、MES样(间充质样)、AC样(星形细胞样)、OC(少突胶质细胞)和神经元。通过CNV分析确认前4类为肿瘤细胞。药物扰动分析显示，NPC样簇对TMZ响应最显著，其耐药特征评分(BCScore)增幅最大。

TMZ处理后NPC样簇功能变化
CytoTRACE分析显示该簇具有强干性，拟时序分析揭示其可分化为其他肿瘤亚群。GSEA显示TMZ处理后PI3K和Erbb4通路激活，脂代谢和DNA修复功能增强，包括错配修复(MMR)、碱基切除修复(BER)等同源重组修复(HR)通路。

MAZ是NPC样簇耐药的关键调控因子
转录因子活性分析发现MAZ在耐药NPC样簇中活性显著增强。MAZ(+)亚群表现出更强的DNA修复、干性和脂代谢特征。虚拟敲除实验预测MAZ调控365个基因，富集于细胞周期和铂类耐药通路。

空间转录组验证MAZ(+)NPC样簇的分布特征
空间数据显示TMZ处理后组织中MAZ(+)NPC样簇比例增加，且与干性和DNA修复评分呈正相关。该亚群呈弥散分布，提示其多中心再生能力可能是复发迅速的成因。

临床关联与机制验证
TCGA/CGGA数据分析显示MAZ(+)NPC样簇高比例患者预后更差，且与高级别、IDH野生型和复发胶质瘤正相关。实验证实MAZ过表达使TMZ IC₅₀
从914.6μM升至1626μM，而FoxM1敲除可逆转此效应。救援实验通过设计siRNA抗性突变体，证明MAZ-FoxM1轴是耐药核心机制。

联合治疗策略
单细胞水平药物预测发现紫杉醇+曲美替尼组合可覆盖所有肿瘤亚群且神经毒性低。体外实验证实0.2μM紫杉醇+0.1μM曲美替尼的协同效应显著强于单药。

该研究首次阐明MAZ(+)NPC样细胞簇通过FoxM1介导的干性和DNA修复程序驱动胶质瘤耐药，突破传统群体研究的局限。发现的联合治疗方案为克服临床耐药提供新思路，MAZ-FoxM1轴可作为预后标志物和精准治疗靶点。空间多组学技术的创新应用，为肿瘤异质性和微环境研究树立了新范式。