视神经鞘脑膜瘤表现出神经微环境相关的转录组特征和罕见的拷贝数变异相关进化

Optic nerve sheath meningioma exhibits neural niche-associated transcriptomic features and rare copy number variation-linked evolution

作者信息Daisuke Sato, Satoru Miyawaki, Yu Sakai, Kenta Ohara, Yu Teranishi, Yudai Hirano, Motoyuki Umekawa, Takahiro Tsuchiya, Shotaro Ogawa, So Hirata, Hiroki Hongo, Hideaki Ono, Daisuke Komura, Tetsuo Ushiku, Shumpei Ishikawa, Nobuhito Saito
PMID41622742
发布时间2026-07
DOI10.1111/bpa.70078

实验完整度

基于6例患者样本的全外显子组测序和转录组测序,结合公共数据集的比较分析,包含转录组聚类、GSEA及WGCNA,并比较了肿瘤复发前后的变化。虽有功能验证,但未涉及细胞或动物实验。

主要模型

6例视神经鞘脑膜瘤患者肿瘤组织

重点核对

患者样本:6例ONSM手术切除标本,5例女性,中位年龄63.5岁 测序平台:全外显子组测序(Illumina NovaSeq 6000),RNA-seq(NovaSeqX Plus) 转录组分析:与四个公共数据集(GSE136661, GSE183653, GSE252291, GSE270638)的964例样本比较 关键分子:NF2状态、POLR2A突变、CDKN2A/B纯合性缺失、1q获得和14q缺失

摘要

视神经鞘脑膜瘤(ONSM)是一种罕见的肿瘤,起源于包绕视神经的脑膜。尽管脑膜瘤的遗传图谱已被广泛研究,但ONSM的分子改变仍知之甚少。我们回顾性分析了2000年至2025年间在我院接受手术治疗的连续ONSM患者,这些患者具有可用的组织学标本。继发性延伸至视神经管的颅内脑膜瘤被排除。新鲜冷冻肿瘤样本进行了全外显子组测序,并进行了转录组分析,与来自四个公共数据集的颅内脑膜瘤进行了比较。共纳入6例,其中5例为女性,中位年龄63.5岁。虽然大多数病例术后保持稳定,但一名患者经历了多次复发,最终死亡。原发肿瘤的特征是缺乏NF2改变,偶有POLR2A突变,拷贝数变异(CNVs)很少。原发肿瘤的转录组分析揭示了与视神经密切相关的神经营养微环境。复发病例在诊断时就存在高风险CNVs,并随着额外CNV负荷的累积(包括CDKN2A/B纯合性缺失)发展为侵袭性疾病。其表达谱与高度有丝分裂、增殖性颅内脑膜瘤一致。ONSM代表一种主要以NF2完整为特征的脑膜瘤亚型,其定义是神经微环境相关的转录特征。虽然通常为惰性,但ONSM在极少数情况下可通过进一步累积CNVs而演变为侵袭性疾病。关键词:拷贝数改变,拷贝数变异,脑膜瘤,视神经鞘脑膜瘤,转录组。视神经鞘脑膜瘤通常为NF2完整且拷贝数改变很少,临床上通常为惰性。罕见的侵袭性复发与拷贝数变异的进行性累积相关,包括CDKN2A/B纯合性缺失、1q获得和14q缺失。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
视神经鞘脑膜瘤(ONSM)的分子特征及其与肿瘤行为和进化的关系尚不清楚,本研究旨在通过基因组和转录组分析揭示其独特的分子基础。
核心机制
ONSM通常为NF2完整,拷贝数变异少,转录组特征与神经微环境密切相关;罕见的复发与CNV累积(包括CDKN2A/B纯合性缺失)相关,可能导致向侵袭性表型转化。
主要证据
通过对6例ONSM进行全外显子组测序和转录组测序,并与公共颅内脑膜瘤数据比较,发现原发ONSM缺乏NF2改变,偶有POLR2A突变,转录组富集神经结构相关程序;一例复发病例在诊断时已携带高风险CNV,复发后累积获得更多CNV和CDKN2A/B缺失。
研究意义
研究结果表明ONSM是NF2完整的脑膜瘤亚型,具有神经微环境相关转录特征,少数病例可因CNV累积而恶性转化,为理解ONSM的生物学行为和潜在风险提供依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

样本收集与临床特征分析

收集并描述ONSM患者的临床特征、影像学和组织学表现,明确研究队列。

回顾性纳入2000-2025年在我院接受手术切除且有组织标本的连续ONSM患者,排除颅内继发侵入视神经管的脑膜瘤。共6例,分析其症状、影像、手术、放疗、复发和随访结局。

2

全外显子组测序分析

检测ONSM原发肿瘤的体细胞突变和拷贝数变异,揭示其遗传特征。

从新鲜冰冻肿瘤样本提取DNA,进行全外显子组测序(Illumina NovaSeq 6000),分析NF2、POLR2A、TERT、CDKN2A/B等基因,并推断拷贝数变异。

3

转录组测序分析

解析ONSM的转录组特征,并与颅内脑膜瘤比较,识别其独特的表达程序。

对9例样本(6例原发,3例复发)进行RNA测序,结合公共数据集(GSE136661、GSE183653、GSE252291、GSE270638),进行批次校正、降维、聚类、GSEA、WGCNA和反卷积分析。

4

转录组特征与公共数据比较分析

通过与大量颅内脑膜瘤比较,确定ONSM的独特转录组学特征。

将ONSM样本与公共RNA-seq数据集(共964例)合并,进行t-SNE、NMF聚类、GSVA分析。比较ONSM原发肿瘤与颅内脑膜瘤的差异表达基因和通路富集。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
QIAamp DNA 小提试剂盒Qiagen--
Covaris 超声波破碎仪Covaris--
Twist 全外显子组捕获面板Twist Bioscience--
Illumina NovaSeq 6000 测序平台Illumina--
RNeasy 小提试剂盒Qiagen--
无RNase 的DNase 试剂盒Qiagen--
Agilent 2100 生物分析仪Agilent Technologies--
NanoDrop 分光光度计Thermo Fisher Scientific--
SuperScript II 逆转录酶Invitrogen--
TruSeq 链特异性 mRNA 文库制备试剂盒Illumina--
SMART-Seq 链特异性试剂盒Takara Bio USA--
Nextera XT 标签化Illumina--
Illumina NovaSeqX Plus 测序平台Illumina--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本纳入标准
连续因ONSM接受手术切除且有组织标本的患者;排除颅内原发向视神经管延伸的脑膜瘤。
阅读提示:见2.1节
全外显子组测序
使用QIAamp DNA Mini Kit提取DNA;Covaris片段化;Twist Comprehensive Exome Panel捕获;Illumina NovaSeq 6000测序;Mutect2和CNVkit分析。
阅读提示:见2.2节
RNA测序
使用RNeasy Mini Kit和RNase-Free DNase Set提取RNA;TruSeq Stranded mRNA Library Prep Kit建库(Case 6例外);Illumina NovaSeqX Plus测序。
阅读提示:见2.3节
转录组分析
批次校正(ComBat-seq),NMF聚类(k=3,top 1500可变基因),GSEA(fgsea),WGCNA,BayesPrism反卷积。
阅读提示:见2.4节