本研究由Cuiying Chu、Fangzhen Li、Zhiwen Zhang等来自中国科学技术大学第一附属医院病理科、智能病理研究所、生命科学与医学部的研究团队，联合河南医学科学研究院儿童健康研究所、青岛大学附属医院神经外科等多家机构共同完成，发表于《Advanced Science》期刊2025年卷。论文标题为《Immunoregulatory roles of tumor-originated pericytes identified by single-cell analysis in glioblastoma》，通过单细胞测序技术揭示了胶质母细胞瘤（GBM）中肿瘤来源周细胞（tumor-originated pericytes, T-PCs）的免疫调控功能。
学术背景
周细胞（pericytes）作为血管支持细胞，不仅维持血脑屏障（blood-brain barrier, BBB）完整性，还在脑肿瘤中发挥复杂作用。然而，GBM（最常见的恶性脑肿瘤）中周细胞的起源和功能异质性尚不明确。既往研究对周细胞起源于肿瘤细胞还是正常细胞存在争议：部分研究表明胶质瘤干细胞（glioma stem cells, GSCs）可分化为周细胞，而另一些研究认为周细胞来源于正常细胞。此外，周细胞与肿瘤免疫微环境的相互作用机制尚未阐明。本研究旨在通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）解析GBM中周细胞的异质性，并揭示其免疫调控作用。
研究流程与实验方法
样本收集与单细胞测序
- 研究对象：5例原发性GBM患者的手术新鲜组织，通过荧光激活细胞分选（FACS）分离CD146+周细胞（排除CD45+免疫细胞），共获得33,572个高质量周细胞转录组（每例患者约5,000–10,000个细胞）。
- 关键技术：10× Genomics Chromium单细胞测序平台，结合CNV（copy number variation）分析区分肿瘤来源周细胞（T-PCs）和正常来源周细胞（N-PCs）。
生物信息学分析
- 数据整合：将内部scRNA-seq数据与公共数据库（如GEO）的GBM和正常脑组织数据集整合，构建GBM单细胞图谱（涵盖98个样本）。
- 细胞互作分析：使用CellChat和NicheNet解析周细胞与内皮细胞、免疫细胞的通信网络；通过非负矩阵分解（NMF）识别4种通信模式。
- 空间转录组分析：结合公共空间转录组数据（Tangram算法）验证周细胞亚群的空间分布特征。
功能实验验证
- CD44high周细胞的鉴定：免疫荧光染色显示GBM组织中CD146+周细胞部分表达CD44，而正常脑组织无此现象。
- GSCs分化模型：将GSCs（表达desmin启动子驱动的GFP报告基因）体外分化为周细胞，通过FACS分选CD44high和CD44low亚群，进行UMI RNA-seq。
- 体内实验：将GSC来源的CD44high周细胞与GSCs共移植至小鼠脑内，通过生物发光成像、免疫荧光染色评估肿瘤生长、血管生成及肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的M2极化。
主要结果
T-PCs与N-PCs的异质性
- CNV分析证实GBM中存在T-PCs和N-PCs，两者比例在个体患者中不均衡（图1k-l）。T-PCs高表达desmin，N-PCs高表达PDGFRβ（图1m）。
- 转录调控网络分析显示，T-PCs中SOX2和E2F1调控子活性高，N-PCs中NR2F2和FOXC1占主导（图2a）。代谢通路分析揭示两者代谢特征显著差异（图2c）。
免疫调控功能
- T-PCs的T-M2亚群（CD44high）通过CSF1、SPP1、CCL2等信号轴与单核细胞和S100A8+巨噬细胞互作（图5c-d），促进M2型TAMs极化；N-PCs的N-M3亚群则通过APOE、CCL3等与CX3CR1+小胶质细胞关联（图5c）。
- 空间转录组显示CD44high T-PCs与促瘤巨噬细胞空间共定位（图6d-e）。
CD44high周细胞的促瘤机制
- GSC来源的CD44high周细胞与GBM组织的CD44high T-PCs转录组高度相似（图7f），均富集免疫调节、血管生成相关通路（图7g）。
- 小鼠原位移植实验证实，CD44high周细胞共移植组肿瘤生长更快（图8a-b），TAMs中M2标志物（ARG1、CD163）表达升高（图8e-f），肿瘤细胞增殖增强、凋亡减少（图8g-j）。
结论与意义
本研究首次通过单细胞测序证实GBM中存在T-PCs和N-PCs，解析了其功能异质性，并阐明CD44high T-PCs通过调控TAMs极化促进肿瘤进展的机制。科学价值在于：
1. 理论层面：揭示了周细胞起源的多样性及其在肿瘤微环境中的双重角色，为血管-免疫互作研究提供新视角。
2. 应用层面：CD44high周细胞可作为GBM治疗新靶点，联合靶向血管和TAMs的策略或能改善疗效。
研究亮点
- 技术创新：首次大规模分选GBM周细胞（CD146+）进行scRNA-seq，克服既往PDGFRβ分选捕获T-PCs不足的局限。
- 发现新颖性：鉴定CD44high T-PCs亚群及其免疫调控功能，填补了肿瘤周细胞异质性研究的空白。
- 跨学科整合：结合生物信息学、空间转录组和功能实验，构建从分子到表型的完整证据链。
其他价值
研究提出的“周细胞-巨噬细胞”互作网络（如SPP1-CD44轴）为GBM免疫治疗提供潜在干预节点，后续可探索靶向此通路的联合疗法。