肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中 TREM1 调控胶质瘤趋神经 - 间质转化的机制与治疗潜力验证

研究背景

胶质母细胞瘤(GBM)是最具侵袭性的原发性颅内肿瘤，PMT 转化是其获得治疗抵抗和恶性表型的关键过程。TAMs 作为 GBM 肿瘤微环境中最丰富的免疫细胞，通过调控免疫抑制、血管生成等促进肿瘤进展，但 TAMs 中 TREM1 对 PMT 的调控作用及机制尚不明确。TREM1 作为髓系细胞表面受体，在多种肿瘤中发挥促癌作用，但其在胶质瘤 TAMs 中的功能及与 PMT 的关联缺乏系统研究。

来自安徽医科大学附属滁州医院神经外科的团队在《Frontiers in Immunology》上发表的这篇Unveiling the novel value of TREM1 in the proneural-mesenchymal transition of glioma via tumor-associated macrophages的文章，通过单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)、生物信息学分析及体内外实验，证实 TREM1 在 TAMs 中高表达并与胶质瘤不良预后相关，阐明其通过 TLR4/PI3K/AKT/mTOR 通路驱动 PMT 的分子机制，验证 LP17 靶向抑制 TREM1 的治疗效果。

实验方法

1.数据获取与分析：下载 GEO 数据库 scRNA-seq 数据(GSE135045)及 TCGA-GBM 的 mRNA-seq、临床和 SNV 数据;通过 Seurat 包处理 scRNA-seq 数据，BayesPrism 进行细胞解构，WGCNA 构建共表达网络，LASSO-Cox 筛选预后标志物。

2.细胞培养与处理：培养 LN229 胶质瘤细胞和 THP-1 单核细胞，THP-1 经 PMA 诱导为 M0 巨噬细胞，IL-4 极化为 M2 表型;使用 TREM1 抑制剂 LP17 和 TLR4 激动剂 RS09TFA 进行干预，设置对照分组。

3.体外功能实验：Transwell 实验检测细胞迁移和侵袭;CCK-8 assay 评估细胞活力;Calcein/PI 染色检测细胞凋亡;Western blot 检测 TREM1、通路蛋白(TLR4、p-PI3K 等)及 PMT 标志物(CD44、OLIG2 等)表达;免疫荧光验证标志物定位。

4.体内模型验证：向 C57BL/6 小鼠纹状体立体定向接种 GL261-Luc 胶质瘤细胞，构建原位胶质瘤模型;术后 7 天起腹腔注射 LP17(1 mg/kg，每 2 天一次)，通过生物发光成像监测肿瘤生长，HE 染色和免疫组化(Ki-67、BAX、BCL2)分析肿瘤病理特征。

5.功能富集分析：通过 DAVID 数据库进行 GO/KEGG 富集分析，GSEA 和 GSVA 分析 TREM1 相关信号通路。

6.统计分析：使用 R 软件和 GraphPad Prism 进行统计检验，两组比较采用 t 检验，多组比较采用单因素 ANOVA，生存分析采用 log-rank 检验，p<0.05 为差异显著。

关键结果

图 1：胶质瘤单细胞图谱识别 TREM1 高表达 TAMs

对 7 例 GBM 患者的 24,366 个细胞进行 scRNA-seq 分析，鉴定出 29 个细胞亚群，进一步注释为 9 类核心细胞(恶性细胞、TAMs、T 细胞、内皮细胞等)(图 1A-B);TAMs 是肿瘤微环境中最丰富的免疫细胞，其中存在一类特异性高表达 TREM1 的亚群(TREM1^High TAMs)(图 1C-D);细胞相关性分析证实 9 类细胞亚群相对独立，验证了注释准确性(图 1E)。

图 2：SNV 与 WGCNA 分析揭示 TREM1 相关分子特征

TCGA-SNV 数据分析显示，TREM1^High TAM 高分组中 TP53、IDH1 突变率显著升高(图 2A-D);WGCNA 分析确定软阈值为 6(拟合指数 R²=0.90)，识别出 8 个共表达模块，其中红色模块与临床特征相关性最强，筛选出 674 个胶质瘤相关差异基因(图 2E-H);功能富集提示 TREM1^High TAMs 与炎症反应、TNF/NF-κB/PI3K-AKT 通路密切相关。

图 3：TREM1 是胶质瘤不良预后的核心标志物

通过差异基因交集分析(3218 个 GBM 差异基因、817 个 TREM1^High TAM 标志物、674 个 WGCNA 红色模块基因)，筛选出 20 个候选标志物;LASSO-Cox 进一步锁定 TREM1 和 APOC1(图 3A-B);TREM1 与 TREM1^High TAMs 相关性更强(r=0.8)，且在 TAMs 中特异性高表达，而 APOC1 表达广泛(图 3C-E);TCGA/GTEx 数据库和 HPA 数据库证实 TREM1 在 GBM 中高表达，且高表达患者总生存期显著缩短(图 3F-L)，是独立预后因素。

图 4：TREM1 促进胶质瘤恶性进展

Transwell 共培养模型显示，LP17 抑制 TREM1 后，LN229 细胞增殖活力显著降低(图 4B)，凋亡细胞比例升高(图 4C)，迁移和侵袭能力显著减弱(图 4G);Western blot 证实，LP17 上调促凋亡蛋白 BAX、下调抗凋亡蛋白 BCL2(图 4F)，同时抑制 EMT 标志物 Vimentin、β- 连环蛋白表达(图 4H);生物信息学分析显示 TREM1 与 EMT 相关分子(Snail、Twist1 等)显著相关(图 4D)。

图 5：TREM1 通过 TLR4/PI3K/AKT/mTOR 通路调控 PMT

TREM1 在胶质瘤间质(MES)亚型中显著富集，ROC 曲线显示其区分 MES 亚型的 AUC 达 83.5%(图 5B-C);TREM1 与 MES 标志物(CD44、YKL40、LYN)正相关，与趋神经(PN)标志物 OLIG2 负相关(图 5D-F);GSEA 提示 TREM1 调控 toll 样受体信号通路(图 5G);Western blot 证实，LP17 可降低 TLR4 表达及 p-PI3K、p-AKT、p-mTOR 磷酸化水平(图 5H);TLR4 激动剂 RS09TFA 可逆转 LP17 对 PMT 标志物的调控作用，验证通路特异性(图 5I)。

图 6：LP17 体内抑制 TREM1 可显著抑制肿瘤生长

原位胶质瘤模型中，LP17 治疗组生物发光强度显著低于对照组，肿瘤体积明显缩小(图 6A-B);HE 染色显示 LP17 组肿瘤细胞密度降低(图 6C);免疫组化证实，LP17 组 Ki-67 阳性增殖细胞比例减少(图 6D)，BAX 表达上调(图 6E)，BCL2 表达下调(图 6F)，与体外实验结果一致。

全文总结

本研究通过单细胞测序结合生物信息学分析，首次明确 TAMs 中高表达的 TREM1 是胶质瘤 PMT 的关键调控因子。机制上，TREM1 通过激活 TLR4/PI3K/AKT/mTOR 信号通路，促进胶质瘤细胞增殖、抗凋亡、侵袭及 PMT 转化，导致间质亚型富集和患者预后恶化。体内外实验证实，TREM1 抑制剂 LP17 可有效阻断该通路，逆转 PMT 进程并抑制肿瘤生长。研究不仅揭示了 TREM1 在胶质瘤微环境中的致癌功能及分子机制，还验证了其作为治疗靶点的潜力，为改善胶质瘤治疗效果提供了新的理论依据和实验支持。