Hintergrund und Ziel Glioblastom (glioblastoma, GBM) ist der häufigste und am stärksten bösartige Typ von Tumoren des zentralen Nervensystems, gekennzeichnet durch hohe Heterogenität, Therapieresistenz und eine stark immunsuppressive Mikroumgebung. Präzisionsbehandlung basierend auf molekularer Typisierung zur Verbesserung des Patientenprognose ist ein aktuelles wichtiges Forschungsfeld. NF1 ist ein wichtiger negativer Regulator des RAS/MAPK-Signalwegs, dessen Mutationen eng mit dem MES-like-Phänotyp von GBM verbunden sind, jedoch fehlt noch eine systematische Integration der Zusammenhänge zwischen genomischen Merkmalen, Tumorzellzuständen und Veränderungen der Immunmikroumgebung bei NF1-Mutationen. Diese Studie analysiert systematisch die molekularen Verbindungen zwischen Tumorzelleigenschaften und der Tumormikroumgebung bei NF1-mutiertem GBM mit dem Ziel, eine theoretische Grundlage für präzise Therapien und Immunmikroumgebungs-Interventionsstrategien für diese GBM-Kategorie bereitzustellen. Methode Basierend auf der MSK-Kohorte von 497 GBM-Patienten wurden NF1-Mutationen hinsichtlich des Gesamtüberlebens (OS), progressionsfreiem Überleben (PFS), tumormutativer Belastung (TMB), TMZ-assoziierten hochmutativen Merkmalen und DNA-Reparaturgenen analysiert und verglichen. Einzelzell-Transkriptomdaten von GEO wurden zur Analyse von Tumorzellzuständen, myeloiden Zellen und T-Zell-Subpopulationen verwendet, kombiniert mit Gen-Set-Anreicherungsanalysen (GSEA), Gen-Set-Scores und CellChat-Analysen zur Bewertung transkriptionaler Programme und möglicher Zellkommunikation. In der TCGA-GBM Bulk-RNA-seq-Kohorte (160 Proben) wurden MES-like transkriptionelle Merkmale validiert sowie gewichtete Gen-Koexpressions-Netzwerkanalysen (WGCNA), Ligand-Rezeptor-Scores und immunbezogene Score-Analysen durchgeführt. Zusätzlich wurde ein NF1-Knockout-U87-MG-Zellmodell (U87_sgNF1) mit CRISPR/Cas9 erstellt; Proteinexpression von NF1 mittels Western blot validiert und Transkriptionsänderungen durch Echtzeit-fluoreszente quantitative PCR (RTFQ-PCR) überprüft. Ergebnisse NF1-mutiertes GBM weist höhere TMB-Werte auf mit Anreicherung TMZ-assoziierter hochmutativer Merkmale; nach Korrektur der Hintergrundmutationslast und TMZ-assoziiertem Hochmutationsstatus bleibt NF1-Mutation signifikant mit MMR-Genveränderungen assoziiert. Einzelzellanalyse zeigt verstärktes MES-like Tumorzellzustand in NF1-mutiertem GBM, begleitet von Aktivierung transkriptionaler Programme wie TNF-α/NF-κB, Hypoxie, Entzündungsreaktion und KRAS. TCGA-GBM-Kohorte validierte MES-like transkriptionelle Merkmale und zeigte Änderungen in Koexpressionsmodulen, die extrazelluläre Matrix, TGF-β-Signal und Zellzyklus-/Genomwartungsprozesse betreffen. RTFQ-PCR-Ergebnisse zeigten ähnlich Trends in Expressionsänderungen repräsentativer Gene von MES-like Zustand und anderen transkriptionalen Programmen in U87_sgNF1 Zellen, konsistent mit Scores aus öffentlichen Einzelzell-Datensätzen. Immunzellzusammensetzungsanalyse zeigte Erhöhung von M2-like und hypoxischen myeloiden Zellsubpopulationen sowie von inflammatorischen und Treg Subpopulationen in NF1-mutiertem GBM. CellChat-Analyse deutet auf verstärkte potenzielle SPP1-Kommunikation von M2-like myeloiden Zellen zu MES-like Tumorzellen hin; ebenso wurden Kandidatenkommunikationen SPP1-CD44, FN1-CD44, COL1A1-CD44 und COL6A1-CD44 von MES-like Tumorzellen zu M2-like myeloiden Zellen und T-Lymphozyten verstärkt. TCGA-GBM-Kohorte validierte signifikant positive Korrelation zwischen diesen Kommunikationsscores mit MES-Score und mehreren immunbezogenen Scores. Schlussfolgerung NF1-mutiertes GBM weist hohe TMB, TMZ-assoziierte Hochmutationen und spezifische DNA-Reparaturveränderungen auf, verbunden mit verstärktem MES-like Transkriptionszustand, Koexpressionsnetzwerkveränderungen und immunmikroumgebungsbezogenen Merkmalen. Im immunmikroumgebung könnten potenzielle Kommunikationsmuster über SPP1/CD44 und andere extrazelluläre Matrix-CD44-Wege zwischen MES-like Tumorzellen, M2-like myeloiden Zellen und T-Lymphozyten bestehen. Die Studie ergänzt die biologischen Merkmale von NF1-mutiertem GBM auf Genom-, Tumorzellzustands- und immunmikroumgebungsebene und bietet Kandidatenrichtungen für nachfolgende Mechanismusvalidierungen und potenzielle Interventionen.

Gliom; Glioblastom; NF1; Tumormikroumgebung; Zellkommunikation; Multi-Omics-Integrationsanalyse