德国弗赖堡大学医学中心微环境与免疫学研究实验室的Vidhya M. Ravi等通过空间分辨转录组学、代谢组学和蛋白质组学表征胶质母细胞瘤；破译患者之间区域共享的转录程序，推断胶质母细胞瘤是谱系状态的空间分离组织，并适应炎症或代谢刺激，向成熟星形胶质细胞的反应性转化。结果发表于2022年6月的《Cancer Cell》在线。
——摘自文章章节
【Ref: Ravi VM, et al. Cancer Cell. 2022 June 13;40(6):639-655.e13. doi: 10.1016/j.ccell.2022.05.009.】
胶质母细胞瘤（GBM）是中枢神经系统的恶性肿瘤，其特点是亚克隆多样性和发育中度等级的动态适应性。在该肿瘤的空间背景下动态重组的机制仍然未确定。德国弗赖堡大学医学中心微环境与免疫学研究实验室的Vidhya M. Ravi等通过空间分辨转录组学、代谢组学和蛋白质组学表征胶质母细胞瘤；破译患者之间区域共享的转录程序，推断胶质母细胞瘤是谱系状态的空间分离组织，并适应炎症或代谢刺激，向成熟星形胶质细胞的反应性转化。结果发表于2022年6月的《Cancer Cell》在线。
研究者整合代谢成像和质谱流式细胞术成像揭示颅内局部区域的肿瘤与宿主的相互依赖性，形成空间专有的适应性转录程序。推断拷贝数改变，并强调与反应性转录程序相关的亚克隆空间凝聚组织，证实环境压力引起选择压力。将胶质母细胞瘤干细胞模型植入人类和啮齿动物新皮质组织，模拟各种环境，以表明转录状态源于对各种环境的动态适应。提供胶质母细胞瘤与其局部微环境的空间分辨转录程序和细胞相互作用的图谱。
研究采用单细胞技术分析健康人脑与恶性肿瘤中单个细胞的转录调控和动态进化。高级别和低级别胶质瘤的单细胞RNA测序（scRNA-seq）研究表明，肿瘤内异质性和跨细胞状态的动态可塑性是恶性脑肿瘤的标志。这种动态适应发生在四种不同的状态，即间充质样（MES-like）、神经祖细胞样（NPC-like）、星形胶质细胞样（AC-like）和少突胶质前体细胞样（OPC-类似）状态，反映健康人脑的早期发育。脑肿瘤呈现与健康大脑相似的转录适应和进化，但长期以来一直认为是一个独立的实体，忽略局部微环境在肿瘤发生中的作用。最近的报道试图详细说明肿瘤细胞与神经元环境的局部相互作用，其中神经元、神经胶质细胞和免疫细胞有助于形成复杂而动态异质性的神经胶质瘤网络。由于空间组织信息的丢失，单细胞分析仅提供细胞相互作用的间接推断。在大脑中，空间组织和功能密切相关。因此，研究者假设中枢神经系统恶性肿瘤在功能和空间上是有组织的。空间解析转录组学是一项新技术，它能够原位表征细胞相互作用和组织，从而破译恶性脑肿瘤的生态系统。鉴于scRNA-seq和空间转录组学不具竞争性而具互补性，这两种技术的整合至关重要。除空间分辨的转录组学外，还需要补充分子分析全面了解微环境对肿瘤细胞的影响。细胞通讯和新陈代谢是对脑肿瘤的动态适应产生决定性影响的、促进生长、浸润和抵抗治疗的两个关键因素。其代谢改变可归因于肿瘤代谢中的微环境区域的异质性。例如，由于缺氧导致的代谢恶化显著推动转录适应性和基因组不稳定性；也加强肿瘤细胞与免疫系统细胞之间相互作用。最近的一项研究证明，表观遗传免疫编辑驱动获得性免疫入侵程序，导致胶质母细胞瘤中出现空间异质性景观；进一步强调在空间分辨的背景下，全面理解微环境引起的神经胶质瘤的各种转录适应的必要性。
研究者采集28个肿瘤样本绘制空间分辨转录组学图谱，产生88,793个不同转录组、年龄组和解剖区域，破译空间分辨的转录异质性；发现空间中不同的转录状态独立于细胞周期状态、不同的转录程序和亚克隆结构，并且与现有的分类系统相一致，证实GBM中与反应性缺氧程序相关的代谢改变。探索反应性免疫区域的肿瘤-宿主相互依赖性以及环境条件，有助于理解双向亚型转变。
该研究阐明GBM区域转录程序谱，并绘制微环境景观，包括代谢和肿瘤-宿主细胞相互作用。研究者通过证明宿主环境在重塑遗传和转录异质性中发挥重要作用及对患者异质性的探索结果，从而对早期GBM复发和抵抗治疗提出新的见解。作者认为，需要应用量身定制的治疗方法，强调个性化治疗在神经肿瘤学中的重要性。
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