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ScRNA-seq unveils the functional characteristics of glioma-associated macrophages and the regulatory effects of chlorogenic acid on the immune microenvironment-a study based on mouse models and clinical practice

來源:九章生物 發(fā)布日期:2025.01.10

這篇論文研究了研究綠原酸(Chlorogenic Acid, CHA)對膠質瘤(Glioma)免疫微環(huán)境的調節(jié)作用,以及其在小鼠模型和臨床實踐中的潛在應用。研究通過單細胞RNA測序(scRNA-seq)揭示了膠質瘤相關巨噬細胞(Tumor-Associated Macrophages, TAMs)的亞群和功能特征,并探討了CHA對免疫微環(huán)境的調節(jié)作用及其臨床應用潛力。

 

 

背景知識

 

1膠質瘤是成人中最常見的原發(fā)性惡性腦腫瘤,尤其是膠質母細胞瘤(GBM),預后極差。

2、免疫治療為膠質瘤患者帶來了新希望,但由于膠質瘤免疫微環(huán)境(TME)的高度免疫抑制性,治療效果受限。

3、腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)是TME中最重要的細胞群體之一,主要包括組織駐留巨噬細胞(如小膠質細胞)和骨髓來源的單核/巨噬細胞(BMDMs)。

4綠原酸CHA)是一種天然酚酸,具有抗微生物、免疫調節(jié)、抗氧化和抗癌等多種生物活性。

 

研究方法

 

1、使用CHA處理小鼠模型,通過單細胞RNA測序(scRNA-seq)分析骨髓來源的單核巨噬細胞(BMDMs)和小膠質細胞的分化軌跡和功能特性。

2、構建蛋白質-蛋白質相互作用(PPI)網(wǎng)絡和分子對接模型,使用目標預測數(shù)據(jù)庫進行靶點預測。

3、臨床案例中,一名患者在接受CHA治療后存活56個月,并在9個月后達到部分緩解(PR),且無任何新的癥狀或毒性副作用。

 

實驗設計

 

1、C57BL6/N小鼠中建立GL261-Luc細胞的原位移植模型,CHA處理組每天腹腔注射40mg/kg CHA,對照組注射生理鹽水。通過小動物體內成像系統(tǒng)記錄腫瘤生長情況。

2、提取實驗組和對照組小鼠的腦組織,進行單細胞懸液制備和scRNA-seq分析。使用Seuratv4.4.0)進行數(shù)據(jù)處理和分析,識別免疫細胞、單核巨噬細胞、小膠質細胞、T細胞、NK細胞和B細胞。

3、通過偽時間分析和基因集變異分析(GSVA)研究細胞分化軌跡和基因表達變化。

 

關鍵結論

 

1、CHA對小鼠模型的影響

CHA顯著抑制了膠質瘤的生長,延長了小鼠的生存時間。

實驗組小鼠的腫瘤生物發(fā)光強度顯著降低,生存率顯著提高。

 

2、TAMs的亞群和功能特征

scRNA-seq分析揭示了TAMs的異質性,包括小膠質細胞和BMDMs的多個亞群。

CHA處理后,小膠質細胞的特征評分降低,而單核/巨噬細胞評分增加,表明小膠質細胞可能向巨噬細胞特征轉變。

 

3、BMDMs的分化軌跡

通過偽時間分析,研究了BMDMs在膠質瘤微環(huán)境中的分化軌跡,從單核細胞到過渡態(tài)intMoMF,再到功能分化的TAM1、TAM2、TAM3和樹突狀細胞(DCs)。

TAM1表現(xiàn)出較強的M1型極化趨勢,而TAM3則表現(xiàn)出更多的免疫抑制基因表達。

 

4、CHA對免疫微環(huán)境的調節(jié)

CHA顯著增強了巨噬細胞的抗原呈遞功能和T細胞免疫激活相關基因表達。

CHA通過JAK-STAT通路激活小膠質細胞,改善抗腫瘤功能,并與STAT1具有良好的親和力。

 

5、臨床應用潛力

一例復發(fā)性膠質瘤患者接受CHA治療后,生存期達到56個月,治療9個月后部分緩解(PR),且無新癥狀或毒性副作用。

該研究為CHA的臨床應用提供了理論和實踐支持,表明其在改善免疫微環(huán)境和抗腫瘤效果方面具有潛力。

 

研究意義

 

這項研究不僅揭示了膠質瘤相關巨噬細胞的亞群和功能特征,還闡明了CHA對免疫微環(huán)境的調節(jié)作用,為開發(fā)針對膠質瘤的免疫治療策略提供了新的見解和潛在的治療靶點。

 


文獻鏈接

ScRNA-seq unveils the functional characteristics of glioma-associated macrophages and the regulatory effects of chlorogenic acid on the immune microenvironment-a study based on mouse models and clinical practice
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