胶质瘤激酶基因共表达网络的构建及其鉴定的免疫相关激酶基因HCK对肿瘤相关巨噬细胞的调控

目的:胶质瘤是成人最常见的原发恶性脑肿瘤,其中WHO IV级胶质瘤恶性程度最高,胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)5年生存率约为5%,其中IDH基因野生型的亚型预后明显低于IDH突变型。造血细胞激酶(hematopoietic cell kinase,HCK)是SRC家族激酶的成员之一,主要在髓系细胞和B淋巴细胞谱系中表达。在多种肿瘤中HCK参与多种信号转导通路来调节巨噬细胞等免疫细胞功能,有助于形成免疫抑制性肿瘤微环境。本文旨在基于胶质瘤原代细胞共培养体系的肿瘤相关巨噬细胞,阐述HCK对肿瘤微环境中巨噬细胞的极化及迁移浸润的调控及机制。研究方法:(1)分析癌症基因组图谱(TCGA)的GBM队列及来自中国神经胶质瘤基因组图谱(CGGA)队列中患者激酶基因的转录组数据。加权selleck MRTX1133Berzosertib说明书因共表达网络分析(WGCNA)用来鉴定IDH野生型GBM中高度协同变化的基因集,获得与IDH野生型GBM密切相关的模块。STRING数据库及Cytoscape用来挖掘基因之间的相互作用,免疫微环境评分相关性分析筛选获得核心(Hub)基因HCK。Kaplan-Meier分析GBM患者HCK的表达和预后的关系。基因本体论(GO)、基因集富集分析(GSEA)用于功能分析。EPIC、Estimate分析、Xcell分析、Timer分析用于评价HCK与免疫微环境相关性;(2)分析GEO数据库中GSE84465数据集(GBM)与GSE131928数据集(GBM)的单细胞测序数据,揭示HCK在不同细胞亚群中的表达;(3)构建共培养体系:人源单核细胞系THP-1用佛波酯PMA诱导为M0后与原代神经球GSC21细胞共培养,共培养后的M0极化为TAM,WB检测共培养组TAM和非共培养组M0巨噬细胞中HCK的表达,q PCR和WB鉴定巨噬细胞极化为M1或M2的表型;(4)构建HCK敲减的稳定细胞系:sh-HCK和NC的慢病毒转染THP-1,q PCR及WB检测转染效率;NC和sh-HCK的THP-1用佛波酯PMA诱导为M0后与原代神经球GSC21细胞共培养,q PCR和WB鉴定TAM的M1或M2表型;(5)Transwell实验检测HCK敲减对THP-1来源巨噬细胞迁移能力的影响;(6)Co-IP实验检测TAM中HCK与STAT3的结合。结果:(1)通过WGCNA共计获得15个网络模块,MEmidnightblue模块与IDHmediation model野生型GBM高度相关,利用STRING数据库发现HCK是IDH野生型GBM的核心(hub)基因。高表达HCK的患者GBM预后不良,HCK与免疫评分、基质评分呈高度正相关,与肿瘤纯度呈高度负相关。通过GSEA分析发现HCK调节白细胞迁移,激活免疫反应等通路相关,同时HCK的下游通路包括JAK-STAT3。高表达HCK的巨噬细胞x CELL分数高于低表达HCK的巨噬细胞。高表达HCK的巨噬细胞EPIC分数高于低表达HCK的巨噬细胞。(2)在GSE84465与GSE131928单细胞数据集中发现HCK高表达在GBM肿瘤微环境巨噬细胞浸润增多高度相关。(3)THP-1诱导成M0后与GSC21共培养,与未共培养的M0做对比发现,共培养后的M0为TAM并向M2型巨噬细胞极化并且HCK表达增加;(4)THP-1诱导成M0后与GSC21共培养体系中,相较于NC组,sh-HCK组M0向M1型巨噬细胞极化。(5)与NC组相比,sh-HCK组的THP-1来源巨噬细胞迁移能力显著降低。(6)Co-IP实验检测到HCK与STAT3的直接结合。结论:在胶质瘤微环境中,巨噬细胞中表达的HCK通过STAT3通路诱导巨噬细胞M2极化且促进巨噬细胞的迁移和侵袭能力。