
血管周细胞( Vascular pericyte )是组成血管的结构细胞成分,尤其在脑部血管中扮演重要角色,是血脑屏障形成与维持的关键细胞。近年来人们基于单细胞测序对脑部原发与转移瘤中的血管系统开展了一系列研究,发现血管发挥重要的促癌作用。然而在相关研究中,通常仅能获得极少量的血管周细胞,难以对其组成及功能进行深入探究【1】。
胶质母细胞瘤 GBM 是最为常见与恶性的脑部原发肿瘤,早期研究指出血管周细胞在 GBM 中发挥促癌作用,其可能来源于胶质瘤干细胞 GSC 的转分化【2】。但近年来的一些研究认为 GBM 中的血管周细胞源于正常细胞而非肿瘤细胞。因此,血管周细胞在 GBM 中的来源与功能异质性仍有待阐明。
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近日,中国科学技术大学 附属第一医院周文超研究员、病理科吴海波主任 联合安徽医科大学张爱丽教授团队在 Advanced Science 上发表题为
Immunoregulatory Roles of Tumor-Originated Pericytes Identified by Single-Cell Analysis in Glioblastoma的研究论文。该工作 基于流式细胞分选结合单细胞转录测序 scRNA-seq ,对病人原发 GBM 的血管周细胞进行了系统性分析,鉴定到肿瘤来源与正常来源的周细胞( T-PC 与 N-PC ),分析了二者在内在细胞特征和外部细胞间通讯间的显著差异。研究发现了 T-PC 中的免疫调控亚群,并通过追踪 GSC 分化而来的血管周细胞,在体内外验证了 T-PC 免疫调控亚群可促进肿瘤相关巨噬细胞 TAM 的促癌功能表型。以上发现加深了对脑肿瘤血管结构与功能的认识,为发展相关免疫治疗策略提供了新视角 。
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研究团队首先分析了常用的血管周细胞表面抗原,基于特异性与表达丰度选择用CD146作为分子标记物对GBM病人组织中的血管周细胞进行流式分选和scRNA-seq。通过基因拷贝数变异CNV分析,鉴定到T-PC与N-PC,二者总体比例相似,但在病人个体中T-PC或N-PC必有一方占据绝对比例。而后通过对T-PC与N-PC进行regulon调控子、信号通路富集、代谢流、基因表达模式等的系统分析,发现二者具有巨大的内在差异。作者进一步对血管周细胞与以内皮细胞和免疫细胞为代表的肿瘤微环境细胞组分间的互作进行分析,通过整合多来源公共数据,构建单细胞基因表达图谱atlas,发现T-PC与N-PC均与内皮细胞及免疫细胞具有密切联系,但使用的细胞间信号通路偏好极为不同,且T-PC倾向于单核来源巨噬细胞相关,而N-PC倾向于小胶质细胞相关;而空间转录组分析支持T-PC与单核来源巨噬细胞的相关性。作者关注T-PC中的免疫调控亚群,在单细胞数据中发现其高表达CD44,并且在病人与小鼠GBM组织中用免疫荧光染色鉴定到CD44 High 周细胞。最后,作者在GSC体外分化而来的周细胞中鉴定到了CD44 High 周细胞,并通过RNA-seq明确了其与病人组织中CD44 High T-PC的相似性,且通过CD44 High 周细胞与GSC共注射构建小鼠颅内GBM,验证了CD44 High 周细胞可促进TAM获得促癌表型(图1)。
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图 1 单细胞测序分析发现 GBM 中 CD146+ 血管周细胞的 CD44High 免疫调控亚群可促进 TAM 的促癌功能表型
综上,该研究通过单细胞测序并整合多种公共数据开展生信研究,鉴定并系统性的研究了GBM中的T-PC与N-PC这两类来源不同的血管周细胞,解析了T-PC与N-PC各自的异质性功能亚群,发现了 CD44 High T-PC免疫调控亚群,并在小鼠模型中进行了验证。以上发现强调了血管结构细胞在肿瘤免疫抑制微环境中的关键调控作用,为发展肿瘤免疫治疗策略提供了新思路。
中国科学技术大学博士研究生 褚翠英 、 李方震 为本文的共同第一作者,周文超研究员、张爱丽教授和吴海波主任为共同通讯作者。
原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202511856
制版人:十一
参考文献
1. Pan, X., et al., Tumour vasculature at single-cell resolution.Nature, 2024. 632(8024): p. 429-436.
2. Cheng, L., et al., Glioblastoma stem cells generate vascular pericytes to support vessel function and tumor growth.Cell, 2013. 153(1): p. 139-52.
3. Chu, C., et al., Immunoregulatory Roles of Tumor-Originated Pericytes Identified by Single-Cell Analysis in Glioblastoma.Adv Sci(Weinh) . 2025 Sep 26:e11856. doi: 10.1002/advs.202511856.
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