2024年6月，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科陳革&張鴻祺教授團(tuán)隊(duì)在《Cancer Letters》（JCR分區(qū)Q1，IF：9.7）期刊上發(fā)表了題為“Axl as a potential therapeutic target for adamantinomatous craniopharyngiomas: Based on single nucleus RNA-seq and spatial transcriptome profiling”的研究論文。宣武醫(yī)院神經(jīng)外科陳奕光博士、劉小海副主任醫(yī)師為共同第一作者，陳革教授、張鴻祺教授為通訊作者。

顱咽管瘤是一種罕見(jiàn)的良性鞍區(qū)上皮腫瘤，起源于胚胎時(shí)期rathke囊殘余組織。發(fā)病高峰期在5-15歲以及40-55歲左右，呈雙峰狀。目前，首次手術(shù)全切除是現(xiàn)在顱咽管瘤的主要根治手段。但因?yàn)槭中g(shù)復(fù)雜和腫瘤黏連的特點(diǎn)導(dǎo)致切除不完全的患者可能會(huì)出現(xiàn)術(shù)后復(fù)發(fā)，而過(guò)于激進(jìn)地對(duì)部分患者（例如與下丘腦黏連緊密者）進(jìn)行全切除或?qū)?fù)發(fā)患者進(jìn)行多次手術(shù)也容易導(dǎo)致嚴(yán)重的下丘腦-垂體內(nèi)分泌功能障礙，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。陳革&張鴻祺教授團(tuán)隊(duì)此前2023年9月發(fā)表在《Neurosurgical Review》的顱咽管瘤臨床回顧性研究“Impact of three surgical approaches on the therapeutic efficacy of intraventricular craniopharyngiomas: a single-center retrospective analysis”（JCR分區(qū)Q1），結(jié)果也提示手術(shù)切除率的提高往往伴隨著更高的術(shù)后垂體功能障礙發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。因此，目前亟需有效的治療手段來(lái)減少?gòu)?fù)發(fā)和術(shù)后并發(fā)癥。

圖1 單細(xì)胞測(cè)序聯(lián)合空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析顱咽管瘤微環(huán)境

本次研究，陳革教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)收集臨床患者的腫瘤樣本組織進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序和空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，通過(guò)分析顱咽管瘤患者的腫瘤異質(zhì)性和基因空間表達(dá)分布情況來(lái)尋找顱咽管瘤治療的潛在靶點(diǎn)。

首先，團(tuán)隊(duì)對(duì)6例顱咽管瘤組織樣品進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序（包括4例釉質(zhì)型顱咽管瘤及2例鱗狀乳頭型顱咽管瘤），以及1例釉質(zhì)型顱咽管瘤進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)腫瘤樣本中異質(zhì)性高，腫瘤組織中上皮細(xì)胞成分復(fù)雜。在腫瘤細(xì)胞方面，釉質(zhì)型腫瘤樣本和鱗狀乳頭型腫瘤樣本存在較為明顯差異，其中釉質(zhì)型腫瘤樣本特異性存在豐富的EDAR+/LEF1+的細(xì)胞群，經(jīng)空間轉(zhuǎn)錄組映射分析發(fā)現(xiàn)，該細(xì)胞群與釉質(zhì)細(xì)胞型顱咽管瘤中特異性存在渦輪樣細(xì)胞的空間定位高度重合，并通過(guò)免疫熒光實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了這些表達(dá)模式。

圖2 CAFs亞群分析&擬時(shí)序分析

另外，數(shù)據(jù)中存在較為豐富的FAP+腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞群（Cancer-Associated Fibroblasts，CAFs），這在惡性腫瘤中被廣泛報(bào)道，且具有免疫抑制和促進(jìn)腫瘤惡性進(jìn)程的功能，但在顱咽管瘤中并沒(méi)有被詳細(xì)報(bào)道。因此，團(tuán)隊(duì)利用空轉(zhuǎn)映射定位和免疫熒光確定了CAFs在釉質(zhì)型顱咽管瘤間質(zhì)中豐富表達(dá)，并且呈現(xiàn)明顯的纖維細(xì)胞狀外觀。接著利用亞群分析和擬時(shí)序分析對(duì)CAFs進(jìn)行全面分析，發(fā)現(xiàn)大部分FAP+CAFs細(xì)胞在釉質(zhì)型顱咽管瘤中富集，該部分細(xì)胞呈現(xiàn)“鈣化/軟骨化-膽固醇外排/凋亡”的方向進(jìn)行分化；最后通過(guò)免疫組化實(shí)驗(yàn)在膽固醇結(jié)晶和鈣化/濕性角化物交界區(qū)域證實(shí)了大量CAFs的存在，因此釉質(zhì)型顱咽管瘤中的鈣化及膽固醇結(jié)晶的形成可能與CAFs的分化相關(guān)。

為了進(jìn)一步探究CAFs與釉質(zhì)型顱咽管瘤潛在的相互作用關(guān)系，團(tuán)隊(duì)利用細(xì)胞間通訊分析發(fā)現(xiàn)PROS1/GAS6-AXL在CAFs與腫瘤上皮細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)高表達(dá)。利用多重免疫熒光發(fā)現(xiàn)，AXL受體主要表達(dá)在腫瘤上皮細(xì)胞中，而PROS1配體主要表達(dá)在囊腔和濕性角化物中，GAS6配體主要表達(dá)在鈣化灶中，并且上述配體和FAP+CAFs存在共定位表達(dá)，因此我們推斷CAFs分化形成鈣化/濕性角化物的過(guò)程中分泌PROS1及GAS6配體作用于周圍的腫瘤上皮細(xì)胞激活A(yù)XL受體。此前有研究提示PD-L1在釉質(zhì)型顱咽管瘤的基底樣上皮細(xì)胞中表達(dá)。團(tuán)隊(duì)利用免疫熒光發(fā)現(xiàn)PD-L1與AXL也存在共定位表達(dá)，提示AXL受體的激活可能促進(jìn)腫瘤的免疫抑制，從而推動(dòng)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

圖3 PDO構(gòu)建&免疫共培養(yǎng)模型構(gòu)建

為了證實(shí)上述假設(shè)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)收集釉質(zhì)型顱咽管瘤臨床組織樣本，成功構(gòu)建了8例PDO類器官模型（Patient Drived Organoid），并且利用其中4例構(gòu)建PBMC（Peripheral blood mononuclear cell）免疫共培養(yǎng)類器官模型。隨后，在8例類器官中外源性添加Bemcentinib（AXL選擇性小分子靶向藥），經(jīng)計(jì)算測(cè)得藥物IC50值約為1.697uM。觀察96h后藥物殺傷效果，發(fā)現(xiàn)類器官組織團(tuán)塊的直徑和活力都較對(duì)照組明顯下降，并且呈濃度依賴性。另外將Bemcentinib與PD-L1抑制劑（Atezolizumab）聯(lián)合作用于免疫共培養(yǎng)類器官模型中發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合組的抑制效果比單純使用PD-L1抑制劑的效果要更優(yōu)，說(shuō)明阻斷AXL的活性可以增強(qiáng)免疫治療的效果。

釉質(zhì)型顱咽管瘤類器官生長(zhǎng)形態(tài)變化

為了探究AXL和PD-L1之間的調(diào)控關(guān)系，團(tuán)隊(duì)通過(guò)western blot實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：Bemcentinib處理組中的類器官p-AXL和PD-L1的蛋白表達(dá)明顯受到抑制，而外源性添加GAS6刺激類器官后p-AXL和PD-L1的蛋白表達(dá)明顯上調(diào)，并且可以抵消Bemcentinib的抑制作用。接著團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)釉質(zhì)型顱咽管瘤的新鮮組織進(jìn)行蛋白提取和Co-IP實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)腫瘤中PD-L1和AXL存在互作關(guān)系。因此釉質(zhì)型顱咽管瘤中通過(guò)激活GAS6/AXL/PD-L1信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤的免疫抑制和進(jìn)展。

圖4 顱咽管瘤指狀突起結(jié)構(gòu)周圍存在神經(jīng)嵴樣細(xì)胞

最后，團(tuán)隊(duì)通過(guò)空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)對(duì)腫瘤周圍的膠質(zhì)反應(yīng)帶進(jìn)行擬時(shí)序分析，發(fā)現(xiàn)靠近腫瘤一側(cè)特別是指狀突起結(jié)構(gòu)附近的膠質(zhì)細(xì)胞具有神經(jīng)干細(xì)胞的特點(diǎn)。通過(guò)多重免疫熒光驗(yàn)證該群細(xì)胞可能具有神經(jīng)嵴樣細(xì)胞的特點(diǎn)。

本研究的主要目的是探究釉質(zhì)型顱咽管瘤微環(huán)境中潛在的治療靶點(diǎn)。我們的結(jié)果提示，AXL可以作為未來(lái)顱咽管瘤靶向治療的可靠靶點(diǎn)，并且AXL抑制劑Bemcentinib在類器官水平上可以有效增強(qiáng)Atezolizumab免疫治療的效果。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.canlet.2024.216905

通訊作者

陳革，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科，主任醫(yī)師、教授、碩士生導(dǎo)師。1992年畢業(yè)于首都醫(yī)科大學(xué)，在首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科工作至今。2001年10月至2002年4月到德國(guó)美茵茨（Mainz）大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科學(xué)習(xí)，跟隨世界著名微創(chuàng)神經(jīng)外科大師Axel Perneczky教授學(xué)習(xí)微侵襲神經(jīng)外科，觀摩大量微創(chuàng)手術(shù)并在德國(guó)圖特林根參加一期內(nèi)鏡顱底解剖培訓(xùn)班。期間到奧地利維也納大學(xué)解剖學(xué)院跟隨世界著名內(nèi)鏡解剖大師Manfred Tschabitscher教授學(xué)習(xí)內(nèi)鏡和顯微神經(jīng)解剖。回國(guó)后在宣武醫(yī)院率先開展了神經(jīng)內(nèi)鏡微創(chuàng)手術(shù)，是國(guó)內(nèi)最早開展神經(jīng)內(nèi)鏡微創(chuàng)手術(shù)的醫(yī)生之一。2005年3月至5月到日本東京慈惠大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科訪問(wèn)研究，跟隨大井靜雄（Shizuo Oi）教授從事訓(xùn)練用內(nèi)鏡下經(jīng)鼻蝶入路顱底模型的試驗(yàn)研究。目前已完成各種類型垂體腫瘤1300例以上，在各種顱底腫瘤包括顱咽管瘤、腦膜瘤、脊索瘤、聽神經(jīng)瘤及面肌痙攣和三叉神經(jīng)痛的治療方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。目前作為主要研究者參加替莫唑胺聯(lián)合放療難治性垂體瘤前瞻性多中心臨床研究

【出診時(shí)間】周一上午（專家門診）、周三上午（特需門診）

通訊作者

張鴻祺，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科，主任醫(yī)師、教授、博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科主任。目前擔(dān)任世界介入神經(jīng)放射聯(lián)合會(huì)（WFITN）執(zhí)行委員，亞洲及大洋洲介入神經(jīng)放射聯(lián)合會(huì)（AAFITN）執(zhí)行委員、中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)神經(jīng)介入專業(yè)委員會(huì)主任委員、中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)外科學(xué)分會(huì)常委，中國(guó)老年學(xué)學(xué)會(huì)心腦血管病專業(yè)委員會(huì)常務(wù)理事、北京醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)外科分會(huì)副主委、《中國(guó)腦血管病雜志》《中國(guó)微侵襲神經(jīng)外科雜志》編委、《JNIS》中文版主編多年來(lái)，一直從事腦與脊髓血管病的外科和介入治療，在腦動(dòng)脈瘤、顱腦血管畸形、脊髓血管畸形等方面的臨床和研究工作處于國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。承擔(dān)及完成“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等各級(jí)科研課題20項(xiàng)，在《JAMA Neurology》《BRAIN》《Annals of Neurology》等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論著170余篇，曾獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

【出診時(shí)間】周二晚（特需門診）

共同第一作者

陳奕光，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院2022級(jí)外科學(xué)(神經(jīng)外科)專業(yè)型博士研究生，美國(guó)Cedars-Sinai Medical Center聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生。主要進(jìn)行顱咽管瘤及下丘腦功能相關(guān)研究。在《Journal of Neuroinflammation》、《Cancer Letters》等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI文章6篇。獲得國(guó)家發(fā)明專利1項(xiàng)。

共同第一作者

劉小海，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科，副主任醫(yī)師。2009年-2012年于北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科攻讀博士學(xué)位，師從王任直教授。2012年7月-2019年6月于協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科工作，期間2013年3月至2015年12月于美國(guó) Cedars-Sinai Medical Center進(jìn)行垂體腺瘤方面的博士后研究。2019年6月調(diào)入宣武醫(yī)院神經(jīng)外科工作，主要從事垂體瘤、顱咽管瘤、脊索瘤等顱底腫瘤診療工作。《中國(guó)難治性垂體腺瘤專家診治共識(shí)(2019)》執(zhí)筆人之一及編委，《中國(guó)復(fù)發(fā)性垂體腺瘤專家診治共識(shí)(2019)》《中國(guó)垂體促甲狀腺激素腺瘤診治專家共識(shí)(2017)》《中國(guó)庫(kù)欣病診治專家共識(shí)(2015)》編委，以第一（共同）或通訊作者發(fā)表垂體瘤顱咽管瘤脊索瘤相關(guān)SCI論文20余篇，主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、首都衛(wèi)生發(fā)展基金“青年優(yōu)才”基金及”自主創(chuàng)新“基金，入選北京市醫(yī)管局“青苗”計(jì)劃、“培育”計(jì)劃等多項(xiàng)課題。科研成果曾獲教育部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（排名第3）。

【出診時(shí)間】周一上午、周三下午（專科門診）