與 IDH 野生型膠質(zhì)瘤相比，IDH 突變定義的膠質(zhì)瘤亞型具有更好的預(yù)后和獨(dú)特的個體發(fā)生。存在 1p/19q 共缺失為少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤（IDH-O) 或 1p/19q 完整的為星形細(xì)胞瘤（IDH-A)。IDH- A 的特征是 ATRX 幾乎無處不在的功能喪失（86% 的 IDH- A 都是 ATRX 失活）。ATRX 是一種染色質(zhì)重構(gòu)蛋白，通過調(diào)節(jié)核小體定位、染色質(zhì)環(huán)化等機(jī)制調(diào)控基因表達(dá)。

為什么 ATRX 突變在 IDH- O 中很少見，遺傳差異是如何導(dǎo)致 IDH 突變膠質(zhì)瘤亞型的腫瘤組織學(xué)和微環(huán)境差異目前尚不清楚？

10X scATAC、10X snRNA、10X scCut-tag

本項目圍繞 IDH 突變膠質(zhì)瘤不同亞型的組學(xué)特征展開研究，并通過單細(xì)胞多學(xué)的角度描述 IDH- A 的個體發(fā)生 ATRX 缺失的分子機(jī)制。假設(shè)在 IDH- A 和 IDH- O 標(biāo)本中觀察到的基因表達(dá)和開放染色質(zhì)的一些差異是由 ATRX 功能喪失介導(dǎo)的。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，我們在 IDH 突變的腦膠質(zhì)瘤免疫小鼠模型中敲除了 ATRX。我們用 snRNA-seq 和 snATAC-seq 對敲除型和野生型腫瘤進(jìn)行了檢測，并將其與人類腫瘤進(jìn)行了比較。

我們通過 snATAC-seq 分析了 22 例人類 idh 突變型 II/III 級膠質(zhì)瘤：10 例 ATRX 突變型 IDH- A 和 12 例 ATRX 野生型 1p/19q 共缺失的 IDH- O 腫瘤。對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行細(xì)分，得到 3 個 cluster，每個 cluster 中 IDH-A/ O 的比例幾乎一樣，再計算 cluster 的的 marker 轉(zhuǎn)錄因子，分樣本類型展示，比如 ZICI 在 cluster1 中顯著富集。

對 IDH- A 和 IDH- O 樣本之間的差異染色質(zhì)區(qū)域的鑒定，雖然我們確實(shí)在 IDH- O 和 IDH- A 數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)了差異峰，但與 IDH- O 細(xì)胞相比，IDH- A 腫瘤細(xì)胞的特征是開放染色質(zhì)顯著增加。

IDH- A 樣本更傾向于單核細(xì)胞系細(xì)胞的浸潤。

ATRX ko 會導(dǎo)致 IDH 突變的膠質(zhì)瘤樣本在 CTCF motif 結(jié)合位置表現(xiàn)出顯著的減少。這與人 IDH- A 和 IDH- 0 的膠質(zhì)瘤樣本結(jié)果相似。CTCF 結(jié)合區(qū)域的丟失解釋了在 ATRX 缺失的人和小鼠的膠質(zhì)瘤樣本中整體染色質(zhì)可及性的增加和相關(guān)基因表達(dá)差異的調(diào)節(jié)。我們的結(jié)論是，ATRX 功能的喪失導(dǎo)致 CTCF 結(jié)合和相關(guān)異染色質(zhì)的減少，有助于人類和小鼠膠質(zhì)瘤細(xì)胞逃避治療誘導(dǎo)衰老的理想結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

Babikir H, Wang L, Shamardani K et al. ATRX regulates glial identity and the tumor microenvironment in IDH-mutant glioma. Genome Biol 2021; 22: 311.