揭示SPP1-CD44信号轴在NF1肿瘤演变中的自然史：从良性神经纤维瘤到恶性外周神经鞘瘤的微环境重编程机制

本研究针对神经纤维瘤病1型（NF1）相关肿瘤异质性及恶性转化机制不明确的问题，通过单细胞转录组和空间转录组分析，揭示了SPP1-CD44信号轴在肿瘤起始阶段由雪旺细胞前体（SCP-like）细胞自分泌主导，而在恶性外周神经鞘瘤（MPNST）中转为以巨噬细胞旁分泌为主的动态演变规律。基因敲除实验证实SPP1缺失显著延长MPNST模型小鼠生存期，为靶向肿瘤干细胞特性及免疫微环境重构提供了新策略。

在神经纤维瘤病1型（NF1）患者中，良性丛状神经纤维瘤（pNF）向恶性外周神经鞘瘤（MPNST）的转化是临床管理的重大挑战。这种由NF1基因突变驱动的疾病影响着1:2500的新生儿，患者不仅承受着周围和中枢神经系统肿瘤的沉重负担，更面临着肿瘤异质性和微环境动态演变带来的治疗困境。传统研究虽已证实神经 crest来源的雪旺细胞谱系（SCL）是肿瘤起源细胞，但维持肿瘤干细胞特性及驱动恶性转化的分子机制始终未能阐明。

为破解这一难题，研究者们将目光投向肿瘤微环境（TME）中关键信号分子的动态演变。分泌型磷蛋白1（SPP1/Osteopontin）及其受体CD44构成的信号轴在多种实体瘤中被证实与癌症干细胞特性维持相关，但在NF1肿瘤中的时空表达规律与功能机制仍属未知。通过整合多组学分析与功能验证，本研究首次系统描绘了SPP1-CD44信号在NF1肿瘤自然史中的演变轨迹，为干预肿瘤进展提供了新的理论依据。

研究团队运用单细胞RNA测序（scRNA-seq）、空间转录组学、基因工程小鼠模型及生物信息学分析等技术。人类样本数据来自GEO数据库（GSE179043和GSM3484259），包含10例pNF和4例MPNST样本；小鼠模型采用DhhCre;Nf1^fl/fl pNF模型和cisNf1^+/-;Trp53^+/-自发MPNST模型；通过CellChat分析细胞间通信，Monocle3构建细胞分化轨迹，Giotto Suite处理空间转录组数据。

SPP1促进神经系统肿瘤进展

通过分析54例NF1肿瘤批量RNA测序数据，发现SPP1表达量与肿瘤严重程度呈正相关（cNF<><>^+/-;Trp53^+/-;Spp1^-/-）显著延长生存期。对632例低级别胶质瘤（LGG）患者分析显示，SPP1^high组生存率显著低于SPP1^low组，且NF1截断突变患者SPP1表达显著升高。

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SCP样肿瘤细胞分泌SPP1

单细胞分析显示，在pNF中SPP1主要表达于SCP样细胞群（共表达NES、ERBB3和CD44），而在MPNST中除SCP样细胞外，巨噬细胞成为SPP1的主要来源。SCP样细胞在MPNST中呈现更高异质性，出现间质型SCP样（MES-SCP-like）和恶性神经 crest样（Malignant NC-like）亚群。

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MPNST TME中巨噬细胞分泌SPP1

髓系细胞是NF1肿瘤中最丰富的免疫细胞群体。伪时间分析显示，在pNF中单核细胞向巨噬细胞分化过程中SPP1表达逐渐升高；在MPNST中发现新型巨噬细胞亚群MAC-3，其SPP1表达显著上调，标志着促肿瘤表型的形成。

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NF1肿瘤进展中SPP1-CD44动态变化

CellChat分析揭示pNF中SPP1-CD44信号主要以SCP样细胞自分泌为主，而MPNST中MAC-3成为主要信号发送者，SCP样细胞仍为主要接收者。信号流强度从pNF到MPNST显著增加，表明该轴心信号在恶性转化中被强化。

前肿瘤阶段Nes⁺ SCL表达SPP1

对2月龄DhhCre;Nf1^fl/fl小鼠（pNF形成前阶段）的分析显示，SCL-1和SCL-2群体已出现Spp1异常高表达，这些细胞共同表达Nes标志物。CellChat分析表明前肿瘤阶段SPP1信号已显著增强，提示SPP1表达异常是肿瘤发生的早期事件。

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人pNF中SPP1-CD44空间邻近串扰

空间转录组分析证实，在pNF肿瘤富集区域，SCP样细胞与MAC-2巨噬细胞空间共定位，且SPP1表达与NES、ERBB3、CD44表达区域重叠，为SPP1-CD44自分泌和旁分泌信号提供了空间证据。

研究结论表明，SPP1-CD44信号轴在NF1肿瘤发生发展中经历自然史演变：在前肿瘤阶段，NES⁺ SCL细胞异常表达SPP1，通过自分泌信号维持肿瘤起始细胞干性；在pNF阶段，SCP样细胞持续通过自分泌信号维持干细胞特性；到MPNST阶段，巨噬细胞（特别是MAC-3亚群）成为SPP1主要来源，通过旁分泌信号强化促肿瘤微环境。这种动态转换揭示了肿瘤细胞与免疫微环境相互塑造的机制，为靶向治疗提供了新方向：早期干预SPP1自分泌信号可能阻止肿瘤起始，而晚期靶向SPP1旁分泌信号可能逆转免疫抑制微环境。

该研究发表于《npj Precision Oncology》，不仅深化了对NF1肿瘤生物学本质的理解，更提出了针对肿瘤演变不同阶段的精准干预策略，为开发靶向SPP1-CD44轴的新型疗法奠定了理论基础。值得注意的是，SPP1在多种肿瘤中作为预后标志物的价值在此研究中得到进一步确认，而其特异性巨噬细胞亚群MAC-3的发现，则为肿瘤免疫微环境研究提供了新的细胞靶点。