单细胞分辨率揭示ETMR干性状态与化疗耐药性中血管周细胞的关键作用

本研究针对胚胎性多层玫瑰花结肿瘤(ETMR)的肿瘤异质性和微环境互作机制，通过单细胞RNA测序技术分析25万个原发肿瘤细胞，揭示了PDGFRβ+周细胞通过细胞外基质互作维持肿瘤干性状态的分子机制。研究发现化疗耐药性RG样细胞通过PDGF信号招募周细胞，靶向抑制该通路可显著降低肿瘤负荷，为ETMR治疗提供了新策略。

　　

在儿童脑肿瘤领域，胚胎性多层玫瑰花结肿瘤(ETMR)因其侵袭性强、预后极差而备受关注。这种罕见但致命的肿瘤主要发生在3岁以下婴幼儿，五年生存率不足30%。尽管已知ETMR具有显著的干细胞特性，其肿瘤异质性、微环境互作机制以及化疗抵抗性的分子基础仍不清楚。更棘手的是，这类肿瘤对现有化疗方案极易产生耐药性，临床亟需新的治疗靶点。

针对这一难题，德国明斯特大学医院等机构的研究团队在《Nature Communications》发表了突破性研究成果。研究首次通过单细胞分辨率解析了ETMR的细胞组成特征，发现肿瘤中存在三种恶性亚群：RG样(放射胶质样)、NProg样(神经前体样)和NB样(神经母细胞样)细胞，它们模拟了神经发育的层级结构。更重要的是，研究揭示了血管周细胞(Pericyte, PC)作为关键微环境组分，通过PDGFRβ信号通路维持肿瘤干性状态并促进化疗耐药的全新机制。

研究采用了多项前沿技术：单细胞RNA测序分析25万个人类和鼠类ETMR细胞；空间转录组技术定位肿瘤亚群的空间分布；3D前脑类器官模型模拟肿瘤-微环境互作；免疫组化和多重免疫荧光验证关键发现；以及体内外药物实验评估PDGFR抑制剂效果。样本来源包括11例人ETMR、8例基因工程鼠模型、33例类器官模型和4例2D培养体系。

单细胞转录组揭示ETMR三阶段发育层级
通过整合人和鼠的单细胞数据，研究发现ETMR包含RG样、NProg样和NB样三种恶性亚群，分别对应不同的神经发育阶段。RG样细胞处于静息状态，依赖脂肪酸氧化供能；NProg样细胞富集Wnt/β-catenin等干细胞信号通路，是主要的增殖群体；NB样细胞则呈现神经元分化特征。这种层级结构与正常神经发育相似，但比例异常——NProg样细胞在肿瘤中占主导，提示自我更新能力的维持对肿瘤生存至关重要。

周细胞构建干性支持微环境
空间分析显示PDGFRβ⁺周细胞富集于肿瘤高细胞密度区，与RG样和NProg样细胞密切共定位。这些周细胞通过细胞外基质(ECM)成分如Fn1、Tnc等与肿瘤细胞互作，激活Bmp7_Bmpr等干细胞信号通路。特别值得注意的是，在共培养实验中，周细胞使肿瘤细胞的配体-受体互作数量增加两倍，并特异性激活多能干细胞相关通路。

类器官模型再现周细胞转化过程
创新的ETMR-前脑类器官(ETMR-FBO)模型成功再现了肿瘤异质性。研究发现肿瘤细胞可诱导类器官中的放射胶质细胞(RG)经历上皮-间质转化(EMT)，最终分化为周细胞样细胞。这一过程由WNT-TGFβ-PDGF信号级联调控：早期RG细胞下调WNT、上调Notch；中期获得间质特征；后期通过PDGF信号完成周细胞特化。

PDGFR信号驱动化疗耐药
化疗处理实验显示，RG样细胞在治疗后显著富集，表现出最强的凋亡恢复基因特征。这些耐药细胞高表达PDGFR通路基因，通过JAK/STAT3和CAMK2D等下游效应维持存活。PDGFR抑制剂CP-673451处理使类器官中周细胞减少10倍，肿瘤细胞降低66%，在体内实验中同样显著抑制肿瘤生长。

这项研究首次系统阐明了ETMR的细胞异质性图谱，揭示了周细胞通过PDGFRβ信号维持肿瘤干性微环境的核心机制。发现不仅解释了ETMR化疗抵抗的细胞基础，更提供了靶向肿瘤-微环境互作的治疗新思路。特别值得注意的是，研究建立的ETMR-FBO模型为这类罕见肿瘤的研究提供了重要平台。从转化医学角度看，靶向PDGFR通路既可消除周细胞的促瘤作用，又能克服RG样细胞的耐药性，具有双重治疗价值。这些发现为改善ETMR患儿预后带来了希望，也为其他干细胞特性显著的肿瘤研究提供了范式。