关键词:
神经胶质瘤
单细胞分析
转录组
细胞间通讯
肿瘤逃逸
肿瘤微环境
分泌型卷曲相关蛋白4
摘要:
目的探讨分泌型卷曲相关蛋白4(SFRP4)在脑胶质瘤中的表达谱特征及其在肿瘤免疫微环境中的潜在作用机制。方法提取中国脑胶质瘤基因组图谱计划(CGGA)693的公共数据(n=693),对基因的表达数据进行标准化处理,分析SFRP4在不同世界卫生组织(WHO)分级、异柠檬酸脱氢酶(IDH)突变状态和1p/19q共缺失状态脑胶质瘤中的表达;根据SFRP4基因的表达水平排序,将前231个样本作为高表达组,后231个样本作为低表达组,并进行Kaplan-Meier生存分析。基于CGGA 6148单细胞数据(n=6148)完成标准化、聚类和细胞注释,根据Neftel四分型对肿瘤细胞进行分群,分析各群SFRP4的表达状态;使用Monocle2(2.26.0版)进行拟时序分析,探索SFRP4在不同时间的表达分布。基于空间转录组数据(GSE194329)(n=1)对SFRP4与肿瘤、血管、免疫及神经元标志物的共定位情况进行可视化与定性评估。基于CellChat(1.6.1版)内置的数据库进行信号通路功能富集,分析SFRP4高表达肿瘤细胞的细胞通讯网络。结果CGGA 693数据集中,SFRP4在胶质母细胞瘤中的表达水平高于低级别胶质瘤(P<0.001);SFRP4在IDH野生型和非1p/19q共缺失患者中的表达水平分别高于IDH突变型和1p/19q共缺失型(均P<0.001);SFRP4高表达组患者的总生存期明显缩短(P<0.001)。CGGA 6148单细胞转录组分析发现,SFRP4主要在肿瘤细胞中表达;在Neftel四分型中,神经祖细胞型胶质瘤肿瘤细胞中SFRP4表达最高;在癌症基因组图谱计划(TCGA)经典分型中,间质型胶质瘤中SFRP4表达较高。空间转录组分析显示,SFRP4与脑胶质瘤恶性标志物(如PTPRZ1、CX3CR1)呈现明显空间共定位,SFRP4高表达的肿瘤细胞分布于血管和神经元周围。在免疫细胞中,SFRP4与巨噬细胞和单核细胞标志物具有明显共定位,与T细胞分布无明显空间共定位。拟时间分析发现,随着肿瘤的发生、发展,SFRP4的表达呈现出早期增加、中期减少、晚期增加的趋势;且SFRP4与细胞增殖标志物CCND1呈现出相反的变化趋势。细胞间通讯分析发现,以SFRP4高表达肿瘤细胞为核心的网络与巨噬细胞、少突胶质细胞和T细胞等免疫细胞呈多向互作;通路富集分析显示,补体通路与TGF-β通路富集程度较高;基因本体论分析显示,SFRP4高表达肿瘤细胞的免疫应答相关通路上调。结论SFRP4在脑胶质瘤恶性度较高的亚群中表达升高,且其高表达与较差的生存预后相关;高表达SFRP4的肿瘤细胞可能通过补体通路和TGF-β通路参与肿瘤微环境重塑及免疫应答调控。