单细胞和空间转录组学研究揭示，TNF-α通过CP介导的KLF10上调作用促进胶质母细胞瘤的增殖和迁移

《Functional & Integrative Genomics》：Single-cell and spatial transcriptomics reveal TNF-α promotes glioblastoma proliferation and migration via CP-mediated KLF10 upregulation

胶质母细胞瘤恶性亚型G1的转录调控机制及治疗靶点研究。整合TCGA、CGGA及空间转录组数据，鉴定G1亚型与不良预后强相关，其恶性表型由KLF10调控及TNF-α/CP信号驱动。单细胞测序揭示FAT1/TNFRSF1A受体介导的微环境信号，功能实验验证CP/KLF10轴对增殖迁移的促进作用。为靶向治疗提供新思路。

　　

摘要

胶质母细胞瘤是一种高度恶性的脑肿瘤，其特点是肿瘤内存在显著的异质性以及较差的临床预后。了解驱动肿瘤细胞恶性状态的转录程序和微环境信号对于开发靶向疗法至关重要。我们整合了来自TCGA、CGGA以及已发表的空间数据集的批量和单细胞RNA-seq数据。通过使用BayesPrism去卷积技术，我们识别出一个胶质母细胞瘤亚群（G1），该亚群的丰度与较差的预后持续相关。利用Monocle2进行的伪时间分析将G1定位在恶性分化的最终阶段。为了揭示调控机制，我们应用了NetAct和SCENIC软件，发现KLF10是一个关键的转录因子。空间转录组去卷积和NicheNet分析表明，微环境来源的TNF可能通过诱导FAT1/TNFRSF1A和铜蓝蛋白（CP）来驱动G1亚群的转化。包括CCK-8、EdU、Transwell和伤口愈合实验在内的功能实验证实了TNF/CP/KLF10轴是胶质母细胞瘤细胞增殖和迁移的驱动因素。在鉴定出的八种胶质瘤细胞亚型中，G1亚型始终与较差的预后相关，并表现出更高的增殖和迁移能力。G1细胞表现出增强的内质网应激信号通路。综合分析确定TNF-α是由cDCs、巨噬细胞和微胶质细胞在G1富集的空间微环境中分泌的关键配体。FAT1和TNFRSF1A被鉴定为G1亚型特异性的TNF受体。转录因子KLF10被确定为G1亚型身份的主要调控因子。功能实验表明，TNF-α通过CP/KLF10轴促进胶质母细胞瘤细胞的增殖和迁移，其中TNF-α诱导的CP上调会调节KLF10的表达，而这些生物学效应可以通过抑制CP来逆转。我们的研究定义了一种由内在转录程序和外部免疫来源的TNF-CP信号共同调控的恶性胶质母细胞瘤细胞状态（G1）。针对G1亚型或干扰TNF-α/CP/KLF10轴可能会为胶质母细胞瘤的治疗提供新的策略。