最近的研究显示，一种侵袭性和耐治疗的脑肿瘤类型具有独特的免疫细胞群，使其得以生长。该研究由约翰霍普金斯基梅尔癌症中心Bloomberg~Kimmel癌症免疫治疗研究所和约翰霍普金斯大学医学院的科学家们进行。
研究人员研究了特定于严重四级脑肿瘤（即胶质母细胞瘤）的免疫细胞亚型，采用了称为空间基因组学的前沿技术。他们发现胶质母细胞瘤干细胞与一种称为髓源抑制细胞（MDSC）的免疫细胞类型共存，表明这两组细胞相互支持其活动，促进肿瘤的生长和侵袭性。研究结果于1月17日发表在《科学》杂志上。 senior author Drew Pardoll，医学博士，博士，担任癌症研究的马丁·D·阿贝洛夫教授，表示：“尽管肿瘤干细胞仅占肿瘤的5%到10%，但它们对于更新和生成其余肿瘤至关重要，从而推动了肿瘤的侵袭性。”他进一步指出，MDSC和肿瘤干细胞位于同一区域——病理学家在1980年代称之为假核伪层区域——表明两者之间存在密切关系。
为了丰富对脑癌细胞类型的理解，研究人员对来自33种不同等级（从低级到高级）的脑肿瘤组织进行了单细胞RNA测序，并在IDH-WT胶质母细胞瘤中识别出两种MDSC群体。然后，他们利用一种称为空间转录组学的方法分析了超过750,000个免疫细胞和超过350,000个肿瘤相关细胞中的基因表达模式，揭示了MDSC与肿瘤干细胞共在同一位置。
第一作者Christina Jackson博士，当时是宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经外科的助理教授，表示：“胶质母细胞瘤是一种极具侵袭性的脑肿瘤，能够有效规避免疫反应，导致免疫疗法在此之前大多无效。我们的研究识别出一种独特的免疫细胞亚集，即髓源抑制细胞，这些细胞促进胶质母细胞瘤的增殖，为肿瘤与免疫系统的相互作用提供了新视角。通过识别这些细胞及其功能，我们期望找到新的治疗靶点，并为更有效的治疗选项奠定基础。”
研究团队发现肿瘤干细胞和MDSC在脑肿瘤中互相影响。肿瘤干细胞发出化学信号，称为趋化因子，吸引MDSC并产生这些抑制细胞的生长和激活因子。作为回报，MDSC为肿瘤细胞提供生长因子。
他们能够确定由肿瘤干细胞释放的特定分子，这些分子吸引并激活MDSC。研究团队强调了两个重要的分子：IL（白介素）-6和IL-8，它们在炎症反应中起着关键作用，并在MDSC上具有相关受体。
Pardoll解释道：“IL-8是在肿瘤中吸引MDSC的主要因素，而IL-6在激活这些抑制细胞中发挥重要作用。”
相反，MDSC被发现分泌一种名为成纤维生长因子11（FGF11）的生长因子，以滋养干细胞。此因子以前未与脑癌或其他癌症相关联。
此外，Jackson、Pardoll及其团队观察到，IDH1基因突变的肿瘤（这些肿瘤的侵袭性较低）具有显著更少的MDSC和癌症干细胞。此发现促使他们检查MDSC浸润与所有脑癌患者生存之间的关系。他们分析了来自国家癌症研究所癌症基因组图谱(TCGA)的数据，证实存在强相关性：肿瘤中的癌症干细胞和MDSC数量较少与患者的良好预后相对应。
尽管仍需进一步研究深入探讨这些细胞动态，但根据Pardoll的说法，这些发现令人鼓舞，因为它们突显了对抗侵袭性脑肿瘤的额外潜在治疗靶点。例如，约翰霍普金斯大学生物医学工程助理教授Jamie Spangler博士开发了一种双特异性抗体，靶向IL-6和IL-8的受体，干扰它们的信号通路。
该研究的合著者包括来自约翰霍普金斯的Christopher Cherry、Sadhana Bom、Arbor Dykema、Rulin Wang、Elizabeth Thompson、Ming Zhang、Runzhe Li、Zhicheng Ji、Wenpin Hou、Wentao Zhan、Hao Zhang、John Choi、Ajay Vaghasia、Landon Hansen、Kate Jones、Fausto Rodriguez、Jon Weingart、Calixto-Hope Lucas、Jonathan Powell、Jennifer Elisseeff、Srinivasan Yegnasubramanian、Chetan Bettegowda和Hongkai Ji，以及来自加州斯坦福大学医学院的其他研究人员。
本研究得到了多个来源的支持，包括国家卫生研究院（拨款#F32NS108580、#R01HG010889、R01HG009518、RA37CA230400、U07CA230691）、神经外科研究教育基金会、Bloomberg~Kimmel癌症免疫治疗研究所、马克癌症研究基金会、一项巴鲁克斯韦尔科医学科学家职业奖、联邦基金、马里兰州香烟赔偿基金和NIH先锋奖。
Bettegowda为Bionaut Labs、Privo Technologies、Haystack Oncology和Depuy-Synthes提供咨询，并且是OrisDx和Belay Diagnostics的共同创始人。Yegnasubramanian通过约翰霍普金斯从Bristol Myers Squibb和Janssen获得资金，还通过Cepheid获得个人费用，并且是Digital Harmonic和Brahm Astra Therapeutics的共同创始人。Elisseeff是Aegeria软组织的创始人。Powell在Calico工作，但在本研究期间并未隶属该单位。Pardoll为多家生物技术和制药公司提供咨询，并从多家机构获得资助，同时持有多家生物技术公司的股票。他的关系受到约翰霍普金斯大学的监督，以遵循利益冲突政策。
