利用cOFM活体模型动态追踪胶质母细胞瘤代谢演变与肿瘤微环境互作研究

　　为解决胶质母细胞瘤(GBM)代谢动态演变机制不明确的问题，研究人员采用cOFM微灌注技术开展GBM肿瘤微环境(TME)多时间点代谢组学研究，发现GBM代谢模式存在显著时空异质性，揭示了代谢适应性与肿瘤进展的关联性，为GBM靶向治疗提供了新型生物标志物发现平台。

　　

胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GBM)作为最具侵袭性的脑肿瘤类型，其致命性源于高度的适应能力——这种肿瘤能够像变形虫般根据微环境条件改变自身特性以确保生存。近年来研究发现，GBM不仅随时间发生形态学变化，其代谢过程更会随肿瘤状态动态演变，这种代谢可塑性成为治疗抵抗的重要机制。然而，由于血脑屏障的存在和颅内采样技术的限制，科学家们难以实时捕捉肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)中的代谢动态，这严重阻碍了针对GBM代谢脆弱点的靶向治疗开发。

为解决这一难题，来自奥地利Joanneum研究所的T.Altendorfer-Kroath团队在《Neuro-Oncology》发表了一项创新研究。研究人员采用开放流动微灌注(continuous Open Flow Microperfusion, cOFM)技术，首次实现了GBM肿瘤微环境内间质液(Interstitial Fluid, ISF)的多时间点活体采集，通过纵向代谢组学分析揭示了GBM代谢的时空演化规律。

本研究主要采用四大关键技术：一是建立人源U87细胞系的免疫缺陷小鼠(Athymic nude)原位移植模型，将肿瘤细胞植入纹状体区域；二是应用cOFM技术实现血脑屏障功能完整条件下的TME内代谢物采样；三是通过磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)动态监测肿瘤进展；四是采用液相色谱-高分辨质谱(Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry, LC-HRMS)平台进行全谱代谢组学分析。研究人员在植入后第7、10、15天多个时间点采集ISF样本，并同步收集脑脊液(Cerebrospinal Fluid, CSF)和血浆样本，最终通过终端时间点的脑组织采样完成多维度验证。

肿瘤进展与样本采集验证

肿瘤生长曲线显示U87肿瘤呈现典型发展模式，组织学分析证实多次TME采样操作未引起肿瘤形态学改变，证明了cOFM技术的微创性和可靠性。

代谢特征时空动态分析

GBM携带动物与非携带对照组相比显示出显著的代谢模式差异。更重要的是，同一动物不同时间点的代谢组学数据揭示了GBM沿着肿瘤进展轨迹的代谢适应过程，这种动态变化在ISF样本中表现得尤为明显。

生物标志物发现潜力

研究发现了多个与GBM进展密切相关的代谢物变化轨迹，这些代谢物在TME中的浓度变化先于传统影像学可检测到的形态学改变，展现了代谢生物标志物在早期干预中的潜在价值。

该研究通过创新性的活体采样技术首次绘制了GBM肿瘤微环境代谢动态演变图谱，证实了GBM代谢表型具有显著的时间依赖性特征。研究发现不仅揭示了肿瘤代谢适应性的动态本质，更强调了治疗时机选择对GBM疗效的关键影响——不同时间点的肿瘤可能呈现完全不同的代谢脆弱点。这项研究为开发时间精准化的代谢靶向治疗提供了理论基础，建立的cOFM活体采样平台更可为未来脑肿瘤代谢研究提供关键技术支撑。通过捕捉TME内真实的代谢动态，研究者们有望发现反映GBM局部微环境状态的新型生物标志物谱，最终推动个性化治疗策略的发展。