2023年12月5日，中山大學孫逸仙紀念醫(yī)院廣東省惡性腫瘤表觀遺傳與基因調(diào)控重點實驗室蘇士成研究員作為唯一通訊作者在Cell期刊在線發(fā)表了題為Choroid plexus mast cells drive tumor-associated hydrocephalus的研究論文。該研究通過單核RNA測序和空間轉(zhuǎn)錄組學瞪醋，發(fā)現(xiàn)脈絡(luò)膜叢中有一個獨特的肥大細胞群，該類細胞在腫瘤相關(guān)性腦積水期間顯著增加休弃。
引言
腫瘤相關(guān)性腦積水(TAH)是腦轉(zhuǎn)移的常見且致命的并發(fā)癥吞歼，其預(yù)后仍然非常糟糕。TAH的發(fā)病率迅速上升塔猾，但其確切的機制尚不清楚篙骡。
研究背景
最近的流行病學研究表明，大約20%-30%的癌癥患者發(fā)生腦轉(zhuǎn)移丈甸，而在20世紀末糯俗，這一比例為8%-10%。腫瘤壓迫阻斷腦脊液(CSF)的流動導(dǎo)致TAH睦擂，但這種機械障礙以外的其他機制也在驅(qū)動TAH的進展得湘。遺傳命運追蹤和顱內(nèi)肥大細胞特異性胰蛋白酶敲除表明，脈絡(luò)膜叢肥大細胞(choroid plexus mast cells顿仇，CPMCs)通過胰蛋白酶-PAR2-FoxJ1途徑破壞脈絡(luò)膜叢上皮的纖毛淘正，從而增加腦脊液的產(chǎn)生。人脈絡(luò)膜叢中也有肥大細胞夺欲。因此跪帝，探究CPMCs在TAH中的作用及尋找可行的治療方法是本研究的主要目標。
實驗設(shè)計與結(jié)果
為揭示TAH 的潛在機制些阅，研究人員繪制了小鼠腦室區(qū)域（包括脈絡(luò)叢和腦室壁）的細胞全景圖伞剑，分別對注射或未注射 EO771-VM 細胞的小鼠進行了研究（下圖A）。單細胞核酸測序（snRNA-seq）對于識別細胞亞群具有很高的敏感性市埋，因為它減少了細胞異質(zhì)性掩蓋的解離誘導(dǎo)即刻基因的影響（下圖B）黎泣。因此，研究人員通過熒光激活核分選（FANS）分離出非神經(jīng)元（神經(jīng)核抗原陰性 [NeuN?]）核（下圖B）缤谎。利用 t-分布隨機鄰域嵌入（t-SNE）分析了來自正常小鼠的10,443個核和來自攜帶EO771-VM細胞的小鼠的7,846個核抒倚，發(fā)現(xiàn)了10個明顯的細胞類型（下圖C）。通過細胞類型特異性標記物的表達坷澡，研究人員確定了各個細胞簇（下圖D）托呕。
TAH小鼠心室區(qū)域的SnRNA-seq
此外，該研究使用空間轉(zhuǎn)錄組學方法分析了3只攜帶EO771-VM的小鼠的3個冠狀腦部切片上的10,774個區(qū)域的轉(zhuǎn)錄組频敛，結(jié)果顯示肥大細胞主要分布在腦室區(qū)域项郊，而其他免疫細胞類型則不是主要分布在該區(qū)域。他們還通過免疫熒光染色驗證了肥大細胞的存在斟赚，肥大細胞標記物tryptase和chymase主要位于脈絡(luò)叢的基質(zhì)空間着降，在CD31+血管和transthyretin+(TTR+)、Na+-K+-2Cl?共轉(zhuǎn)運蛋白1+ (NKCC1+)拗军、脈絡(luò)叢上皮之間任洞，而不是腦實質(zhì)中的神經(jīng)膠質(zhì)酸性纖維蛋白+ (GFAP+)星形膠質(zhì)細胞所示的區(qū)域蓄喇。此外，研究還評估了其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫環(huán)境中的肥大細胞交掏，如腦膜和腦實質(zhì)中的血管周圍空間妆偏。結(jié)果顯示，脈絡(luò)叢中的肥大細胞密度遠高于腦膜和血管周圍空間的肥大細胞密度耀销。
空間轉(zhuǎn)錄組學技術(shù)識別脈絡(luò)叢中肥大細胞
更重要的是楼眷，研究人員使用BMS-262084，一種胰蛋白酶抑制劑熊尉，探究其在治療TAH方面的實際效果罐柳。他們發(fā)現(xiàn)，該抑制劑能穿過血腦屏障狰住，在體內(nèi)抑制TAH张吉，并在人多能干細胞源性脈絡(luò)膜叢類器官模型中減輕肥大細胞誘導(dǎo)的上皮纖毛損傷。這表明胰蛋白酶抑制劑可能是一種有吸引力的治療方法催植。
討論與展望
該研究為我們揭示了CPMCs在TAH中的重要作用肮蛹，并提供了一種有潛力的治療方法。然而创南，仍需進一步研究來驗證其在臨床應(yīng)用中的有效性和安全性伦忠。此外，開發(fā)包含轉(zhuǎn)移級聯(lián)和腦微環(huán)境的動物模型也是研究腦轉(zhuǎn)移的迫切需求之一稿辙。如果能夠進一步確定CPMCs在TAH中的作用機制昆码，這將為我們提供更深入了解TAH發(fā)展的機制，從而提高治療效果和患者的生存率邻储。
研究亮點
?脈絡(luò)叢肥大細胞在腫瘤相關(guān)性腦積水(TAH)中增加
?肥大細胞通過類胰蛋白酶損傷脈絡(luò)叢上皮纖毛引起TAH
?人腦脊液類胰蛋白酶與TAH的臨床嚴重程度相關(guān)
?靶向類胰蛋白酶治療TAH是一種有吸引力的治療方法
值得一提的是赋咽，研究仍存在一些缺陷，需要進一步研究來解決吨娜。首先脓匿，轉(zhuǎn)移性腫瘤細胞必須適應(yīng)腦部環(huán)境才能定植和生長。因此宦赠，它們會處理或獲取與中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫細胞共同進化的“工具”陪毡。關(guān)于腫瘤細胞如何誘導(dǎo)CPMC（脈絡(luò)叢巨噬細胞）的積累和顆粒脫顆粒仍然是一個重要的研究課題。另外勾扭，組織駐留的髓樣細胞缤骨，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)的細胞，可以來源于囊胚或者通過招募產(chǎn)后骨髓衍生的前體細胞進行交換尺借。因此，未來需要結(jié)合造血命運映射實驗的努力精拟，以闡明CPMC的起源和更新燎斩。這提示了進一步的研究方向虱歪，以深入了解腫瘤細胞和中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫細胞之間的相互作用和調(diào)節(jié)機制，以及CPMC的起源和更新栅表。
