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胶质母细胞瘤（GB）恶性程度高、治疗抵抗，预后极差。研究人员基于单细胞测序（scRNA-seq）结合 bulk 数据，探究自噬性细胞死亡相关基因（ARGs）对 GB 肿瘤微环境（TME）及预后的影响，发现 ARGs 相关细胞亚群与不良预后及免疫治疗抵抗相关，为 GB 诊疗提供新方向。
胶质母细胞瘤（Glioblastoma, GB）作为恶性程度最高的脑肿瘤（世界卫生组织分级 IV 级），具有高度侵袭性和治疗抵抗性，患者 5 年生存率不足 10%。尽管现有手术、放化疗等综合治疗手段，但其预后仍未得到显著改善。肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）中细胞异质性及细胞间相互作用被证实对肿瘤进展至关重要，而自噬性细胞死亡（Aggrephagy）作为选择性清除泛素标记蛋白的过程，其相关基因（ARGs）在 GB 的 TME 调控及细胞互作中的作用尚不明确。在此背景下，达州中心医院与西南医科大学等机构的研究人员开展了相关研究，旨在从单细胞水平揭示 ARGs 在 GB 中的作用机制，为预后评估和免疫治疗提供新策略。该研究成果发表于《Discover Oncology》。
研究人员整合 GEO 数据库中 GB 患者的单细胞测序数据（GSE162631）及 TCGA、GEO 的 bulk-RNA 数据，结合非负矩阵分解（NMF）、细胞通讯分析（CellChat）、伪时间分析（Monocle2）、分子对接等技术，系统分析 ARGs 在 TME 中的表达模式及其与预后、免疫治疗的关联。
3.1 胶质母细胞瘤 TME 中自噬性细胞死亡的细胞图谱
通过单细胞测序分析肿瘤核心（TC）和癌旁组织（NTC），质控后获得 26,669 个细胞，聚类为巨噬细胞、小胶质细胞、内皮细胞等 5 种细胞类型。ARGs 如 HSP90AA1、UBC 等在不同亚群中差异表达，其中巨噬细胞在肿瘤样本中占比显著高于非肿瘤样本，而小胶质细胞则主要存在于非肿瘤组织。
3.2 正常脑组织至肿瘤脑组织中吞噬细胞的变化
伪时间分析显示，从正常组织的小胶质细胞向肿瘤组织的巨噬细胞转变过程中，UBA52、TUBA4A 等基因上调，而 TUBA1B、ARL13B 等下调。巨噬细胞中 S100A 家族蛋白上调，HSPA6 等下调，提示其免疫抑制特性。
3.3 自噬性细胞死亡相关基因调控的巨噬细胞在胶质母细胞瘤中的作用
对 14,496 个巨噬细胞进行 NMF 聚类，得到 8 个亚群。代谢通路分析显示，HSP90AA1+、TUBA1C + 等亚群在脂肪酸合成、鞘脂代谢等通路显著富集。功能富集表明，HSP90AA1 + 巨噬细胞与热应激和未折叠蛋白反应相关，TUBA1C + 亚群则与趋化因子信号通路及中性粒细胞迁移相关。此外，ARGs 阳性亚群的 M1 型巨噬细胞（促炎型）评分更高，提示其通过激活促炎活性促进 GB 进展。
3.4 自噬性细胞死亡相关基因介导的内皮细胞在胶质母细胞瘤中的作用
从肿瘤核心分离出 2,647 个肿瘤相关内皮细胞（TAEC），经 NMF 聚类为 7 个 ARGs 阳性亚群。伪时间分析显示，TUBA1A、DYNC1H1 等基因随细胞发育上调，而 TUBA4A、UBC 等下调。细胞通讯分析表明，DYNC1H1+TAEC 与成纤维细胞的通讯强度最高，涉及 SPP1、ANGPT 等信号分子，且其转录因子活性显著高于其他亚群。
3.5 自噬性细胞死亡相关基因介导的内皮细胞 Ucell 评分分析
通过 Ucell 等方法分析 TAEC 功能活性，发现 DYNC1H1 + 和 TUBA1C + 亚群在 EMT、TGF-β 通路等显著富集。DYNC1H1 + 亚群在血管生成、糖酵解及 Hedgehog 通路活性更高，而 TUBA1C + 亚群与部分促肿瘤通路相关。
3.6 细胞通讯中心细胞鉴定及完整通讯链解析
确定 DYNC1H1+TAEC 和 HSP90AA1 + 巨噬细胞为细胞通讯核心。DYNC1H1+TAEC 作为中枢细胞，其上游细胞通过 FLT1、PDGFRB 等受体传递信号，下游细胞通过 ANGPT2 等配体发挥作用，涉及黏着斑、PI3K-Akt 等肿瘤相关通路。
3.7 自噬性细胞死亡相关基因调控的单核细胞在 TME 中的作用
对 656 个肿瘤单核细胞进行 NMF 聚类，分为 TUBA1A+、TUBA1B + 等亚群。TUBA1B + 单核细胞与巨噬细胞的通讯强度最高，代谢通路富集于鞘脂代谢、糖酵解等，且高表达 ECM、MMPs 等促肿瘤因子。
3.8-3.9 自噬性细胞死亡相关基因介导的 TME 模式对预后及免疫治疗的影响
整合 TCGA 和 GEO 数据进行生存分析，发现 TUBA1C+TAEC、UBB+TAEC 等亚群与不良预后显著相关。免疫治疗响应分析显示，DYNC1H1+TAEC、TUBA1C + 巨噬细胞等亚群在免疫无响应组中评分更高，提示其与免疫治疗抵抗相关。
3.10 分子对接分析
针对关键基因 TUBA1C 和 UBB 进行分子对接，发现其与槲皮素的结合能分别为 - 8.862 kcal/mol 和 - 7.789 kcal/mol，通过氢键和静电作用稳定结合，提示二者可作为潜在药物靶点。
研究首次从单细胞水平系统揭示了 ARGs 在 GB TME 中的调控网络，发现 ARGs 通过激活巨噬细胞、内皮细胞等亚群的促肿瘤通路（如 PI3K-Akt、TGF-β、血管生成），促进免疫逃逸和肿瘤进展。关键基因 TUBA1C 和 UBB 不仅与预后不良及免疫治疗抵抗相关，其分子对接结果更为靶向治疗提供了直接证据。该研究为 GB 的精准预后评估和开发以 ARGs 为靶点的新型治疗策略（如调控细胞代谢、阻断细胞通讯通路）奠定了基础，有望突破现有治疗瓶颈，为改善 GB 患者预后开辟新方向。
