揭示IDH突变型胶质瘤中PERK介导的胆固醇外排决定小胶质细胞抗癌极化表型

目前，脑肿瘤在我国的发病率和致死率均位居恶性肿瘤前十位，并且发病率逐年递增。脑胶质瘤是最常见的颅内肿瘤，其生长迅速、侵袭性强、极易复发，患者的预后通常较差。尽管在近20年的时间里临床诊断取得了一些进展，但是对于胶质瘤的治疗仍面临严峻的挑战，如5年生存率不足5%、缺乏针对性药物、耐药性和高复发率等问题。虽然肿瘤免疫疗法在其他瘤种中表现出良好的效果，但由于胶质瘤细胞的肿瘤基因突变负荷（TMB）低、肿瘤浸润T淋巴细胞（TIL）数量少、PD-1/PD-L1免疫检查点蛋白以及可明确靶向的细胞表面分子等指标都相对较低，因此CAR-T细胞疗法或免疫检查点抑制剂疗法在大规模的胶质瘤临床III期试验中尚未取得重要突破。

其中，中枢神经系统中行使免疫功能的小胶质细胞（microglia，MG）在胶质瘤免疫微环境的行程中扮演重要角色。近年来的大量研究发现胶质瘤相关MG（Glioma-associated MG，GAM）的数量高达肿瘤细胞总数的30-50%，并且呈现出抗炎型活化状态。它们通过释放抗炎因子（如IL-4、IL-10和TGF-β等）来塑造免疫抑制的微环境，从而促进肿瘤的生长。最近的一系列临床前期研究表明，如果将GAM的抗炎表型转化为促炎表型，并分泌促炎因子，将会显著增加胶质瘤免疫治疗的效果。

有趣的是，作为三羧酸循环限速酶之一的异柠檬酸脱氢酶（Isocitrate dehydrogenase，IDH）的基因型在胶质瘤中扮演着重要的角色，决定了胶质瘤病理分级和预后。其中IDH突变标志着较低的胶质瘤病理级别和良好预后。然而，不同IDH基因型是否决定了不同的GAM表型人存在疑问。多篇论文证实IDH基因型与GAM极化表型之间存在显著相关性，但二者之间的分子调控机制尚未明确。因此，阐释其潜在的分子调控网络对于通过针对GAM的抗胶质瘤靶向治疗研究具有重要意义，或将成为临床治疗的全新策略。

该研究通过解析不同IDH基因型胶质瘤细胞的胆固醇代谢，发现IDH突变型（IDHmt）胶质瘤分泌过量的胆固醇可以作为代谢信使，调节GAM（胶质瘤相关微环境细胞）的促炎极化表型。研究还揭示IDHmt诱导的PERK激活通过miR-19a/LDLR轴和ABCA1/APOE上调，从而改变了肿瘤胆固醇稳态，促进胆固醇分泌，在抑制胶质瘤细胞增殖的同时，激活GAM促炎极化表型，从而对胶质瘤细胞实现了双重打击。相关研究强调PERK作为治疗胶质瘤的潜在靶点，可以影响肿瘤实质和GAMs，奠定了从胆固醇运输调控视角发现研发肿瘤实质与肿瘤微环境双重靶向药物的关键理论基础。

在本研究中，研究人员利用bulk、单细胞RNA-seq数据以及临床样本，首先证实IDH基因型与GAM极化表型的相关性。通过同种移植与病毒构建两种原位胶质瘤小鼠模型，团队观测到不同IDH基因型的胶质瘤塑造具有显著形态差异的GAMs，进一步支持IDH基因型与GAM极化具有相关性。进一步，研究人员通过生信分析和BODIPY染色证实（一种将胆固醇标记为天然状态的方法），IDHmt条件培养基（CM）处理的人源小胶质细胞上调与胆固醇储存相关基因，并观测到显著的胆固醇积累。值得注意的是，尽管观察到处理后的小胶质细胞内胆固醇水平增加，但转录组谱并没有显示与胆固醇合成、摄取、酯化和输出相关的基因发生显著变化，这表明IDHmt GAMs富集的胆固醇可能来源于外界环境。通过CM胆固醇丰度分析，团队证实IDHmt-CM中的胆固醇浓度明显高于IDHmt-CM。此外，细胞和体内模型均证实，IDHmt类型胶质瘤细胞的胞内胆固醇显著低于IDHwt胶质瘤细胞。根据这些发现，研究人员提出假设，即胆固醇可能在肿瘤中充当代谢信使，调控GAMs的表型。

进一步，团队结合课题组之前发表的研究结果推测， IDH 突变介导的内质网应激（endoplasmic reticulum stress, ERS）或对调控胆固醇分泌的关键信号轴发挥重要作用。细胞实验证实，IDH 突变介导的PERK激活调控 miR-19a/LDLR信号轴，降低肿瘤细胞对于胆固醇摄取，同时上调 ABCA1/APOE 以促进胆固醇外排。另一方面，选择性 PERK 信号通路抑制剂ISRIB可以通过剂量依赖的方式阻断IDHmt 胶质瘤细胞中 miR-19a 的表达，翻转LDLR/ABCA1的表达趋势，抑制IDH突变介导的胆固醇逆转运。最后，研究团队测试并验证了一种 PERK 合成诱导剂 CCT020312，展现出上调IDHwt胶质瘤细胞胆固醇外排程度，激活GAM的促炎极化，抑制共培养体系中胶质瘤细胞侵袭能力。从肿瘤和肿瘤微环境（TME）的角度来看，这些发现表明PERK可能成为胶质瘤治疗的潜在靶点，并有潜力用于开发针对胆固醇调控的双重靶向药物。

图1 IDH突变介导的PERK/miR-19a/LDLR/ABCA1信号轴促进胶质细胞分泌胆固醇，激活胶质瘤相关小胶质细胞促炎性极化表型的机制模式图。

文章结论与讨论，启发与展望

综上所述，此项研究揭示了 miR-19a/LDLR 轴在 IDHmt 胶质瘤中作为胆固醇转运的转录后调节机制的重要性。同时，研究结果表明胆固醇在胶质瘤微环境中充当一种新的代谢信使，可以调节 GAM 的表型，并对胶质瘤的生长和进展产生影响。这为我们对胆固醇在胶质瘤生物学中的功能提供了新的理解和机制见解。这些发现不仅对于深入了解胶质瘤的发病机制和肿瘤微环境的相互作用具有重要意义，也为开发针对胆固醇代谢的靶向治疗策略提供了新的研究思路。