胶质母细胞瘤侵袭表型的可塑性机制：基于细胞状态重编程与ANXA1/RFX4/HOPX调控通路的发现

本研究针对胶质母细胞瘤(GBM)侵袭路径异质性的关键调控机制展开研究。通过整合单细胞转录组测序(scRNA-seq)与空间蛋白质组学技术，研究人员发现GBM细胞分化状态与侵袭路径选择存在明确关联：间充质样(MES-like)细胞偏好血管周侵袭，而神经前体细胞样(NPC-like)和星形胶质细胞样(AC-like)细胞倾向弥漫性侵袭。研究鉴定出ANXA1是介导血管周侵袭的关键效应分子，RFX4和HOPX是调控弥漫性侵袭的核心转录因子。动物实验证实靶向这些分子可改变肿瘤侵袭路径并延长生存期，为GBM精准治疗提供了新靶点。该成果发表于《Nature Communications》。

　　

胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的原发性脑肿瘤，其致死主因并非远处转移，而是肿瘤细胞在脑组织中的广泛侵袭。这些"逃跑"的肿瘤细胞会沿着血管周围空间、白质纤维束等多种路径扩散，像树根一样深入正常脑组织，最终导致治疗失败和肿瘤复发。尽管临床上早已观察到GBM存在不同的侵袭模式，但决定这些侵袭路径选择的分子机制始终是未解之谜。更棘手的是，这些侵袭细胞往往逃逸手术和放疗范围，成为治疗抵抗和复发的"罪魁祸首"。

Uppsala大学的研究团队在《Nature Communications》发表的重要研究，首次系统揭示了GBM细胞分化状态与侵袭路径选择的内在联系。研究人员通过建立6种具有典型侵袭表型的患者来源异种移植模型(PDCX)，结合单细胞多组学分析和空间蛋白质检测技术，发现GBM细胞存在显著的"路径偏好性"：间充质样(MES-like)细胞倾向于沿着血管周围侵袭，形成致密肿块；而神经前体细胞样(NPC-like)和星形胶质细胞样(AC-like)细胞则偏好弥漫性生长，以单个细胞形式浸润脑实质。这种关联在两种独立的人类GBM队列中得到验证，揭示了肿瘤细胞可塑性与微环境互作的深层规律。

研究采用多维度技术体系：首先通过单细胞调控网络聚类分析(scregclust)从119,766个细胞转录组中筛选候选调控因子；利用6重荧光多重免疫组化在240个组织切片中实现空间蛋白定位；建立CRISPR/Cas9基因编辑的PDCX模型进行功能验证；结合斑马鱼移植、脑片培养等动态追踪技术解析侵袭行为。所有细胞模型均来自HGCC(Human Glioblastoma Cell Culture)资源库，确保临床相关性。

HGCC异种移植模型重现GBM侵袭表型
研究选取的6种PDCX模型完美复现了临床GBM的侵袭多样性：U3013MG等三株形成血管周侵袭的致密肿块，而U3031MG等三株呈现弥漫性生长。通过STEM121标记肿瘤细胞，CD31标记血管等多重染色，系统量化了8种Scherer二级结构特征。值得注意的是，弥漫性生长模型的荷瘤小鼠生存期显著长于血管周侵袭模型，暗示侵袭表型与预后的潜在关联。

转录状态决定侵袭路径选择
单细胞转录组分析揭示惊人的规律：血管周侵袭模型富集MES-like和少突胶质前体细胞样(OPC-like)状态，表达损伤反应和巨噬细胞样基因特征；而弥漫性侵袭模型则呈现NPC-like和AC-like状态，激活神经发育相关通路。这种"状态-表型"关联在体内环境中更为显著，提示微环境对细胞可塑性的关键调控。

ANXA1-RFX4-HOPX调控轴的发
通过创新性的scregclust算法，研究鉴定出53个与侵袭路径相关的调控因子。血管周侵袭关键驱动因子ANXA1（膜联蛋白A1）在血管周围肿瘤细胞中特异性高表达，而弥漫性侵袭则受RFX4和HOPX等转录因子调控。空间蛋白质组学证实ANXA1在血管周围区域富集，RFX4和HOPX在弥漫性侵袭前沿高表达，这些发现在人类GBM组织芯片(TMA)中得到验证。

基因干预改变侵袭命运
CRISPR敲除实验显示：ANXA1缺失使血管周侵袭型U3013MG细胞转变为弥漫性生长，伴随AC-like状态增加和小鼠生存期延长；而敲除RFX4或HOPX则使弥漫性侵袭型U3180MG细胞增殖减弱，出现星状细胞形态。动态追踪实验揭示ANXA1通过促进肿瘤细胞-血管相互作用介导侵袭行为，其过表达足以诱导弥漫性细胞形成肿块。

这项研究建立了GBM细胞分化状态与侵袭路径的精确对应关系，提出了"细胞状态重编程"作为干预侵袭的新策略。发现ANXA1是介导血管周侵袭的"分子开关"，其抑制剂可能特异性靶向肿瘤干细胞巢；而RFX4-HOPX轴调控的AC-like状态则代表另一种治疗抵抗机制。这些发现为开发路径特异性的精准疗法奠定基础，例如针对血管周侵袭的ANXA1抑制剂联合针对弥漫性侵袭的RFX4调节剂。研究创新的多模态分析框架也为肿瘤异质性研究提供了范式参考。

从临床转化角度看，ANXA1和RFX4蛋白表达与患者预后的关联性提示其作为预后标志物的潜力。尤其值得注意的是，靶向干预这些分子不仅能改变肿瘤侵袭路径，还能重塑整体细胞状态分布，这种"表型转换"策略可能比直接杀伤肿瘤细胞更具可持续性。该研究为理解GBM的致命性侵袭提供了全新视角，开辟了通过调控细胞可塑性对抗肿瘤进展的新途径。