Single Cell Analysis of the Infiltrative Margins of Glioblastoma and Post Treatment Recurrence

项目摘要 胶质母细胞瘤（GBM）是一种致命的恶性胶质瘤，常规靶向治疗和 免疫疗法取得了有限的成功。 肿瘤内异质性和药物治疗的复杂性 在脑中的递送是神经肿瘤学中的巨大挑战，而这些肿瘤的“免疫冷”性质 对免疫疗法提出了挑战。 我们最近发现人类GBM手术的急性组织切片 标本概括了胶质瘤组织的详细细胞和分子特征， 与单细胞RNA-测序，可用于鉴定细胞亚群，是敏感的一种药物。这些 模型特别值得注意的是它们保留了免疫微环境和静止的GBM细胞 人口。 我们建议使用这种急性切片模型来1）鉴定可靶向的细胞表型， 通过比较细胞毒性药物的作用，在GBM的核心和浸润边缘的不同药物反应 优先靶向增殖的神经胶质瘤细胞（拓扑异构酶抑制剂依托泊苷和拓扑替康）， 静止神经胶质瘤细胞（铁凋亡诱导药物RSL 3），单独和组合，2）确定作用 将铁凋亡诱导治疗与STING激动剂（环 二核苷酸），使用从GBM的核心和边缘产生的切片。我们还将测试这些药物和药物 在免疫活性原位神经胶质瘤小鼠模型和患者来源的原位异种移植物中的组合 神经胶质瘤细胞，以评估对神经胶质瘤进展和存活的影响。

PROJECT SUMMARY    Glioblastoma  (GBM)  is  a  deadly  form  of  malignant  glioma  against  which  conventional  targeted  therapies  and  immunotherapies  have  had  limited  success.  Both  intratumoral  heterogeneity  and  the  complexities  of  drug  delivery in the brain are formidable challenges in neuro-­oncology, while the “immune cold” nature of these tumors  poses  challenges  to  immunotherapy.  We  recently  discovered  that acute  tissue  slices of  human  GBM  surgical  specimens  recapitulate  the  detailed  cellular and molecular  features  of glioma  tissue and that,  when  combined  with single-­cell RNA-­seq, can be used to identify cellular subpopulations that are sensitive to a given drug. These  models are particularly notable for their preservation of the immune microenvironment and quiescent GBM cell  populations.  We  propose  to  use  this  acute  slice  model  to  1)  identify  the  targetable  cellular  phenotypes  and  differential drug responses in the core and infiltrative margins of GBM by comparing the effects of cytotoxic drugs  that  preferentially  target  proliferating  glioma  cells  (the  topoisomerase  inhibitors  etoposide  and  topotecan)  and  quiescent glioma cells (the ferroptopsis inducing drug RSL3), alone and in combination, 2) determine the effects  of  combining  ferroptosis-­inducing  therapy  with  immune-­modulatory  treatments  with  a  STING  agonist  (cyclic  dinucleotide) using slices generated from the core and margins of GBM. We will also test these drugs and drug  combinations in immunocompetent orthotopic glioma mouse models and orthotopic xenografts of patient derived  glioma cells to assess the effects on glioma progression and survival.