《Molecular Biomedicine》：Temporally evolving neuronal remodeling via the CTNNB1–NRG3–ERBB4 axis drives therapy resistance in glioblastoma
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胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）尽管早期治疗反应良好，但耐药性不可避免，因此其致死率仍然很高。临床研究显示，在早期反应（early response, ER）阶段无进展生存期（progression-free survival, PFS
胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）尽管早期治疗反应良好，但耐药性不可避免，因此其致死率仍然很高。临床研究显示，在早期反应（early response, ER）阶段无进展生存期（progression-free survival, PFS）有所改善，但连接ER与复发耐药（recurrent resistance, RR）的分子轨迹，以及在这一转变过程中时间性参与的适应性耐药程序，仍知之甚少。为剖析治疗耐药背后的动态分子演化，研究人员采用患者来源异种移植（patient-derived xenograft, PDX）模型并给予抗VEGF治疗，在多个时间点开展纵向蛋白质基因组学分析，以捕获与肿瘤治疗反应相关的时间分辨分子变化。纵向分析揭示了一条动态、随时间演化的反应轨迹，其中初始反应期（initial response phase, IRP）以神经元样重塑为标志，晚期反应期（late response phase, LRP）则以间充质转分化和代谢适应为特征。蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析将CTNNB1–NRG3–ERBB4信号轴鉴定为IRP期间神经元样重塑的关键驱动因素。机制上，β-catenin激活上调NRG3，促进突触后支架重塑；而使用PRI-724药理学抑制β-catenin/CBP可破坏该神经元程序，并在体内显著延长生存期。这些发现将神经元样重塑置于GBM对抗VEGF治疗适应的时间分辨框架中，并突出CTNNB1–NRG3–ERBB4轴可作为易干预的治疗靶点，为克服抗VEGF治疗失败的联合策略提供了依据。
**论文解读文章**
**研究背景与问题**
胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）是成人最常见且侵袭性最强的脑肿瘤，中位生存期不足15个月，频繁复发是预后极差的主要原因。尽管标准放化疗及多种靶向治疗能改善无进展生存期（progression-free survival, PFS），但总生存期（overall survival, OS）并未获得相应延长，提示适应性耐药是从PFS向OS过渡期间持续存在的核心挑战。值得注意的是，缺氧、上皮–间充质转化（epithelial–mesenchymal transition, EMT）和代谢重编程等耐药相关过程在多种治疗方式中共享，并非某一特定干预所独有，提示存在限制持久疗效的共同适应程序。抗VEGF治疗既是临床验证的干预手段，也是解析GBM适应性耐药机制的可操作实验模型：治疗初期可减小肿瘤负荷、短暂改善PFS，但肿瘤常迅速反弹而不带来OS获益，从而提供了可清晰追踪的治疗反应轨迹。然而，连接早期反应（early response, ER）与复发耐药（recurrent resistance, RR）的纵向分子程序仍缺乏定义，这是理解治疗耐药时间演化的重要空白。因此，研究人员利用抗VEGF治疗下的PDX模型，通过多时间点纵向蛋白质基因组学分析，系统捕获肿瘤适应的时间演进过程。该研究发表在《Molecular Biomedicine》。
**主要技术方法**
研究人员建立了来自GBM患者肿瘤组织的原位PDX模型（GBM1–GBM4，均为IDH1/2野生型且MGMT启动子未甲基化），将患者来源的胶质瘤干细胞样细胞（glioblastoma stem-like cells, GSCs）原位植入免疫缺陷小鼠脑内。采用磁共振成像（MRI）和生物发光成像（BLI）纵向监测肿瘤负荷，据此划分初始反应期（IRP）和晚期反应期（LRP）。整合转录组、蛋白质组和磷酸化蛋白质组进行多组学分析，并结合蛋白–蛋白相互作用（protein–protein interaction, PPI）网络、基因本体（Gene Ontology, GO）富集、信号通路活性分析等。功能验证涉及基因过表达/敲低、染色质免疫沉淀、免疫印迹、免疫荧光、肿瘤–神经元共培养、纳米颗粒递送siRNA等。患者样本分析使用公开数据集GSE79671及GBM4患者组织。
**研究结果**
*IRP和LRP在纵向监测的抗VEGF治疗原位PDX模型中的特征化*
通过MRI和BLI纵向追踪，研究人员发现所有PDX模型在接受抗VEGF治疗后均呈现双相反应：IRP定义为肿瘤稳定或退缩，LRP则表现为快速再生长。LRP肿瘤较IRP显示更明显的坏死和缺氧相关特征，如HIF-1α染色增加，符合抗VEGF治疗下加速再生长。BLI作为正交读出一致验证了MRI定义的时相切换。
*整合蛋白质组-转录组分析揭示IRP中WNT相关神经元样重塑*
整合多组学数据发现，IRP肿瘤在蛋白质/磷酸化蛋白质水平上选择性富集神经元样和突触后重塑程序，包括WNT/β-catenin、neuregulin–ERBB、GABA能/突触成分及MAPK信号分子，如CTNNB1、NRG3、ERBB4、FGFR1、GABRG1、GABRB2、GRIP2、SNAP23等。而LRP肿瘤则富集间充质、基质和细胞外基质（extracellular matrix, ECM）重塑分子，如DCN、FN1、PDGFRB、COL6A3等。蛋白质和磷酸化蛋白质的变化幅度超过转录组，提示翻译后调控的重要作用。PPI网络分析将CTNNB1、NRG3、ERBB4识别为IRP神经元/WNT网络的高连接节点。
*纵向蛋白质组学鉴定与抗VEGF耐药相关的时间演化分子轨迹*
火山图分析显示IRP肿瘤上调WNT/β-catenin成分（CTNNB1、GSK3B）和突触蛋白（DLG1、GABRG2、GRIP2、ERBB4），而LRP肿瘤显著上调EMT标志物（CEBPB、POSTN）和缺氧反应蛋白（NDRG1、SLC2A3）。信号通路活性分析证实IRP选择性激活神经元发育和WNT/β-catenin信号，LRP则富集间充质相关通路。GO分析表明IRP富集神经元发育和突触信号过程，LRP富集血管生成、细胞迁移和ECM组织。时序免疫荧光验证了IRP期CTNNB1和GRIP2高表达，向LRP过渡时下降而POSTN升高。
*CTNNB1–NRG3–ERBB4信号驱动IRP相关神经元样重塑和肿瘤细胞扩增*
在GBM细胞中，组成性激活β-catenin（CTNNB1-Δ90）增加细胞增殖，而沉默NRG3或ERBB4可减弱这种增殖优势。PRI-724（β-catenin/CBP转录抑制剂）降低NRG3、ERBB4、MAP2的表达。染色质免疫沉淀显示β-catenin在NRG3调控区富集，支持直接转录调控。重组NRG3处理增强ERBB4信号并诱导MAP2，而siERBB4消除该效应。在GBM细胞与小鼠皮层神经元共培养体系中，CTNNB1-Δ90降低cleaved caspase-3阳性并增加突触后支架标志物，而沉默NRG3或ERBB4逆转此表型。
*CTNNB1–NRG3–ERBB4信号促进突触后样肿瘤–神经元相互作用及治疗压力下的生存*
与载体来源的培养物相比，抗VEGF治疗的IRP来源GBM细胞在与神经元共培养时，Nestin阳性区域内SAP97/DLG1和PSD95/DLG4阳性点状结构增加。CTNNB1激活增强该表型，而沉默NRG3或ERBB4减少突触后支架标志物。免疫印迹分析显示IRP细胞具有激活型β-catenin（p-Ser675、核β-catenin）并高表达ERBB4、MAP2、PSD95；PRI-724降低这些标志物，WNT3A增强。沉默PSD95/DLG4使IRP细胞在治疗压力下失去生存优势并转向敏感表型，同时减少共培养中PSD95阳性信号，证明突触后重塑并非单纯标志物，而是功能性的耐药组分。
*抗VEGF联合β-catenin/CBP抑制减弱适应性神经元程序并延长原位GBM PDX模型的生存期*
在GBM2和GBM4原位PDX模型中，抗VEGF联合PRI-724治疗较单药显著延长生存期约20–30%。免疫荧光显示联合治疗降低肿瘤内NRG3、β-catenin和PSD95/DLG4表达。纳米颗粒递送siNRG3同样减少肿瘤负荷并延长生存，提供了NRG3作为细胞外可干预组分的体内概念验证。3D共聚焦成像显示抗VEGF治疗肿瘤中β-catenin核积累，支持WNT通路激活。
*患者衍生分析支持GBM抗VEGF反应相关的神经元和突触适应性重塑*
利用公开数据集GSE79671，配对比较抗VEGF治疗前后肿瘤样本，发现反应者肿瘤富集神经元分化、神经发育和突触相关基因，如CAMK2G、L1CAM、GABRA1、SNAP25、SCN2A等。基因集富集分析（GSEA）显示反应者肿瘤富集WNT信号和神经元程序。GBM4患者反应者组织免疫荧光检测到SAP97/DLG1、SYN1及MAP2/PSD95共染信号，支持PDX模型的临床相关性。
**讨论与结论**
研究将GBM抗VEGF耐药重塑为时间有序的适应过程：早期由CTNNB1–NRG3–ERBB4驱动的神经元样/突触后样重塑，随后转向更广泛的ECM和间充质重塑。现有文献已显示GBM可利用神经元活性和突触信号促进生长，如NLGN3、BDNF–TrkB、AMPA受体介导的神经元–胶质瘤突触等，本研究将这一框架扩展至抗VEGF治疗情境，并功能验证了PSD95/SAP97相关的突触后重塑是耐药表型的组成部分。治疗上，PRI-724和NRG3沉默均能削弱适应性神经元程序并延长生存，支持多水平联合干预策略。局限性包括：PDX模型为IDH野生型亚组；MRI定义的时相受水肿和血管通透性影响；患者队列有限且接受联合化疗。总体而言，研究提供了时间分辨的治疗耐药框架，提出在早期反应期靶向CTNNB1–NRG3–ERBB4轴可阻止肿瘤逃逸，为设计时相指导的联合治疗提供依据。
