RGS20通过内源性抑制WNT/β-连环蛋白通路降低胶质瘤干细胞特性与替莫唑胺耐药性

《Scientific Reports》：RGS20 reduces glioma stemness and temozolomide resistance by intrinsically inhibiting the WNT/β-catenin signaling pathway

本研究针对胶质母细胞瘤干细胞（GSCs）在缺氧微环境中维持干性与化疗耐药的关键机制，通过多组学分析与功能实验，揭示RGS20通过内源性抑制WNT/β-catenin信号通路，显著抑制GSCs的自我更新、肿瘤成瘤性及替莫唑胺（TMZ）耐药。该研究为靶向GPCR信号调控因子克服胶质瘤治疗抵抗提供了新靶点。

　　

胶质母细胞瘤是中枢神经系统最具侵袭性的恶性肿瘤，当前标准治疗方案（手术切除、放疗和化疗）效果有限，五年复发率超过90%。这一临床困境的核心在于胶质瘤干细胞（GSCs）的存在——一群具有自我更新、多向分化能力和强耐药性的细胞亚群。GSCs富集于肿瘤的缺氧区和血管周区域，其干性维持与耐药机制尚不明确。尤其值得注意的是，GSCs巢穴缺乏正常神经干细胞所需的外源性信号分子，暗示其可能依赖独特的内源性信号通路维持恶性表型。

为探索GSCs调控新机制，研究团队聚焦于G蛋白偶联受体（GPCR）信号通路的负调控因子RGS蛋白家族。通过分析临床数据库发现，RGS20在非肿瘤组织中高表达，且与患者良好预后相关。进一步实验表明，RGS20低表达通过激活WNT/β-catenin信号通路，直接促进GSCs干性维持、抑制神经元分化，并驱动替莫唑胺（TMZ）耐药。该研究发表于《Scientific Reports》，首次揭示RGS20-WNT/β-catenin轴在缺氧微环境中调控胶质瘤恶性进展的时空特异性机制。

研究关键技术包括：基于公共数据库（TCGA、CGGA等）的多组学联合分析；单细胞RNA测序（scRNA-seq）与空间转录组学整合解析肿瘤异质性；体外肿瘤球形成实验、极限稀释实验评估干细胞功能；裸鼠原位移植模型验证体内成瘤性；蛋白质印迹（Western Blot）、流式细胞术、TUNEL染色等分子功能验证。临床样本来源于天津医科大学肿瘤医院队列及公共数据集。

RGS20作为预后标志物：增强TMZ敏感性并调控肿瘤干性

通过分析Rembrandt等数据库，发现RGS20在非肿瘤组织中高表达，且与IDH突变/1p19q共缺失等良性分子特征正相关。在GSCs富集的假栅栏区/微血管增生区，RGS20表达显著降低，且低RGS20表达患者对TMZ治疗响应更差，提示其通过调控干性影响化疗敏感性。

RGS20抑制经典WNT/β-catenin通路

相关性分析显示，RGS20与89条GPCR相关通路中WNT信号负相关性最强。Ivy-GAP数据库空间转录组证实，在低RGS20的缺氧区域，WNT通路显著激活且干细胞标志物（SOX2、NANOG等）上调，而经典WNT配体表达低下。体外实验表明，敲低RGS20可增强GSK-3α/β磷酸化及β-catenin积累，激活内源性WNT信号。

RGS20通过WNT信号调控GSCs干性、分化与成瘤性

敲低RGS20的胶质瘤细胞形成肿瘤球能力增强，干细胞标志物CD15/CD133上调，而神经元标志物Tuj-1/NeuN下调，该效应可被WNT抑制剂JW67逆转。裸鼠原位成瘤实验证实RGS20抑制显著加速肿瘤生长、缩短生存期，说明其通过WNT通路调控GSCs的自我更新与成瘤性。

RGS20通过WNT信号通路调控TMZ耐药

TMZ处理下，RGS20敲低细胞凋亡率下降，caspase-9/3切割减少，而JW67可恢复TMZ敏感性。生物信息学分析显示低RGS20组DNA修复通路富集，提示其通过增强DNA修复能力促进耐药。

RGS20调控缺氧依赖性WNT/β-catenin信号的空间异质性

组织芯片与空间转录组揭示：缺氧区RGS20低表达伴随β-catenin高活化，且与干细胞通路共定位；血管周区则依赖WNT4等配体激活通路。单细胞数据进一步显示Olig2^high GSCs中RGS20低表达与WNT通路活化共存。体外缺氧模型证实，低氧微环境可协同RGS20敲低持续激活WNT信号。生存分析显示，RGS20^low/WNT^high患者预后最差。

本研究揭示缺氧微环境中RGS20-WNT/β-catenin轴通过内源性信号激活维持GSCs干性与化疗耐药的新机制。不同于上皮源性肿瘤中RGS20的促癌作用，其在胶质瘤中保留GPCR抑制功能，凸显组织特异性调控差异。该发现为靶向缺氧巢穴内源性信号通路克服胶质瘤治疗抵抗提供了理论依据，提示RGS家族蛋白或成为泛癌种干预的新靶点。