《Nature Biomedical Engineering》：Targeting tumour–neuron synapses with intracavitary RNA delivery prevents glioblastoma recurrence
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肿瘤-神经元相互作用及恶性突触形成驱动胶质母细胞瘤进展、复发与神经功能障碍，但系统性抑制突触信号会引起不可接受的神经毒性。研究人员通过分析完整人胶质母细胞瘤标本界定了恶性突触的空间与分子决定因素，揭示突触样结构及突触相关基因程序在肿瘤-脑界面富集。空间与转录组
肿瘤-神经元相互作用及恶性突触形成驱动胶质母细胞瘤进展、复发与神经功能障碍，但系统性抑制突触信号会引起不可接受的神经毒性。研究人员通过分析完整人胶质母细胞瘤标本界定了恶性突触的空间与分子决定因素，揭示突触样结构及突触相关基因程序在肿瘤-脑界面富集。空间与转录组分析突出营养性受体TrkB作为肿瘤-脑界面的候选治疗靶点。据此，研究人员开发了腔内多响应水凝胶，在术后局部递送小干扰RNA沉默残留肿瘤细胞中的TrkB。在同基因及患者来源胶质母细胞瘤模型中，该治疗抑制肿瘤再生并延长生存；在同基因GL261模型中，中位生存由32天增至67天，超30%治疗动物存活超90天。TrkB沉默降低肿瘤细胞兴奋性突触输入，缓解肿瘤相关焦虑与记忆缺陷且不损运动功能。与放疗联用进一步减少肿瘤-脑界面侵袭性生长并延长生存。这些发现确立了针对胶质母细胞瘤的空间受限、机制引导的治疗策略。
研究背景：胶质母细胞瘤（GBM）是成人最侵袭性原发性脑肿瘤，最大安全切除联合替莫唑胺（TMZ）放化疗后中位总生存仍低于18个月，近全部患者局部复发。脑限制解剖生理（血脑屏障、有限免疫监视、肿瘤切除与功能区保留权衡）制约常规疗法。癌神经科学表明胶质瘤细胞与神经元形成兴奋性突触，经BDNF–TrkB轴等驱动进展；但系统性阻断突触通路因TrkB等广泛表达于中枢而致共济失调等神经毒性。且GBM空间异质，复发多位于术腔旁肿瘤-脑界面，此处外周肿瘤细胞电耦合最强、术后残留驱动复发。因此需一种局部、选择性沉默恶性突触信号且低全身毒性的策略。
本文发表于《Nature Biomedical Engineering》，研究人员开展如下研究并得出结论：分析人手术标本与单细胞RNA测序（scRNA-seq）确认肿瘤-脑界面突触结构及NTRK2富集；合成cRGD靶向、谷胱甘肽（GSH）响应、pH敏感的多响应水凝胶HPAC–siNTRK2@Gel，术后腔内植入；在GL261同基因与多例患者来源GBM干细胞（GSC）异种原位模型中证明局部TrkB沉默阻断恶性突触、抑复发、延生存、保认知，且与放疗协同。意义在于提出“空间受限、机制引导”的腔内RNA干扰范式，规避全身Trk抑制剂毒性。
主要关键技术方法（≤250字）：采用人GBM整体切除标本多路免疫荧光定位坏死核、肿瘤-脑界面、远皮质/白质；公共scRNA-seq比对肿瘤核心（TC）与瘤周脑（PTB）；合成超支化聚酰胺胺（HPAA）衍生的HPAC纳米载体偶联cRGD，包载siNTRK2，嵌入氧化透明质酸（OHA）/羧甲基壳聚糖（CMC）动态亚胺水凝胶；建立C57BL/6原位Luci+–GL261模型及间充质（G0 147）、前神经（GSC2）、经典（G0 927）、混合（GSC1203）患者来源GSC异种模型，MRI导向切除后腔内给药；patch-seq联合膜片钳与单细胞转录组、自发兴奋性突触后电流（sEPSC）量化突触耦合；行为学评焦虑/记忆/运动。
研究结果：
Malignant synapse formation at the tumour–brain interface of GBM as a target for localized therapy：研究人员对6例人GBM标本多标染色，肿瘤-脑界面Nestin、Synapsin-1、PSD95强度高于坏死核，突触样共定位斑点数增加；scRNA-seq显示PTB肿瘤细胞突触相关基因、钙通道、谷氨酸受体及NTRK2上调。证实恶性突触富集于界面，NTRK2为局部可靶向节点。
GSH-triggered siNTRK2 release by HPAC nanocarrier targeting GBM cells：HPAA骨架含二硫键，偶联PEG与cRGD得HPAC（流体直径~150 nm，正电荷），质量比20:1载入siNTRK2；10 mM GSH下二硫还原、解组装、电荷中和。HPAC在GL261及原代GBM细胞转染效率优于非靶向HPAA与PEI-25k，优于SM-102脂质纳米粒（LNPs）；选择性入瘤不染原代星形细胞，下调TrkB、pTrkB、pERK。
A stimuli-responsive hydrogel for localized postoperative GBM therapy：OHA醛基与CMC胺及HPAC胺成动态亚胺，10秒成胶，可注射（0.45 mm针）、自愈合、剪切稀化、pH 6.0–6.8加速降解、黏附脑等组织。腔内植入GL261术腔，GFAP/IBA-1炎症低于单纯手术组，主要脏器无病理，血清肝肾指标正常，载体不促瘤细胞迁移。优化3%OHA+5%CMC+3%HPAC配方荧光siRNA存留至30天。
Intracavitary HPAC–siNTRK2@Gel suppresses postoperative GBM recurrence and prolongs survival across orthotopic GBM models：MRI导向切GL261，分组给PBS/溶液siRNA/空凝胶/乱序siRNA/非靶向/HPAC–siNTRK2@Gel。第15天H&E示治疗组复发最小；Kaplan–Meier中位生存67天（对照32天），>30%活过90天；BLI持续抑制，TUNEL+GFP+共定位升，Ki67+降。G0 147、GSC2、G0 927、GSC1203异种模型均见进展抑制与生存延长。
Disruption of tumour–neuron synaptic connectivity by intracavitary HPAC–siNTRK2@Gel treatment：patch-seq在GL261复发细胞中记录sEPSC，PBS组幅频高，治疗组幅频显著降；转录上NTRK2、HOMER1、GRIN2B等突触分降低，突触基因评分与sEPSC幅频正相关消失。G0 147异种频降幅升，GSC2幅频双降，G0 927无变，GSC1203频降幅不变。界面多重荧光示Nestin+与Synapsin-1/PSD95斑共定位减少。
Comparative evaluation of intracavitary HPAC–siNTRK2@Gel and systemic entrectinib treatment：同模型头对头，entrectinib全身给药与腔内水凝胶肿瘤负荷控制相近，但水凝胶中位生存53天 vs entrectinib 28.5天；entrectinib下调对侧皮质TrkB，伴转氨酶升高与运动协调受损，水凝胶仅界面靶向无全身毒。
Cognitive and emotional impact of tumour core and peripheral regions in high-grade frontal lobe gliomas：研究人员在GL261模型中检测行为，TrkB沉默组肿瘤相关焦虑与记忆缺陷缓解，运动功能不受损。
讨论与结论翻译：研究人员确立肿瘤-脑界面恶性突触为空间特异性靶点；腔内多响应水凝胶HPAC–siNTRK2@Gel通过cRGD靶向αvβ3整合素、GSH触发siNTRK2释放、酸性微环境促凝胶降解释药，选择性沉默残留GBM细胞TrkB，断开BDNF–TrκB轴，削弱兴奋性突触输入，抑制术后复发并延生存，且避离全身Trk抑制之神经毒性，与放疗协同。该空间受限、机制引导之腔内RNA干扰策略可转化为临床术后辅助疗法。
