免疫反应中的性别差异影响癌症结局及治疗反应，包括胶质母细胞瘤（GBM）。然而，调控这种特异性免疫-肿瘤互作的宿主因素尚不清楚。本研究确定γ-氨基丁酸（GABA）为雌性GBM促肿瘤免疫反应的关键驱动因子。研究人员证实，GABA受体B（GABBR）信号通路通过上调阳离子氨基酸转运蛋白2（CAT2B）-L-精氨酸-一氧化氮合酶2（NOS2）通路，增强来自雌性小鼠的粒细胞样髓源性抑制细胞（gMDSCs）对T细胞的抑制功能。GABBR激动作用通过gMDSCs促进雌性临床前模型中的GBM生长，而G smokersGABBR拮抗作用仅在雌性小鼠中延长生存期并降低肿瘤浸润gMDSCs中的NOS2水平。来自GBM女性患者的免疫细胞富含GABA转录特征，且GABA浓度高于男性对应者。综上所述，这些结果强调了GABA在肿瘤发生中的性别特异性免疫调节作用，支持未来评估GABA通路抑制剂用于癌症免疫治疗。
GABA信号通路激活通过髓源性抑制细胞驱动雌性小鼠胶质母细胞瘤进展
本研究发表于《Nature Cancer》，揭示了神经递质GABA在胶质母细胞瘤（GBM）微环境中的性别特异性免疫调节作用，为精准免疫治疗提供了新靶点。
研究背景与问题：胶质母细胞瘤（GBM）是成人最常见的原发性恶性脑肿瘤，中位生存期仅约18-20个月。尽管实体瘤免疫治疗取得进展，GBM对此高度抵抗，主要原因在于其免疫抑制性肿瘤微环境中存在大量调节性髓系细胞。其中，髓源性抑制细胞（MDSCs）是异质性的骨髓来源细胞群体，包括单核样（mMDSCs）和粒细胞样（gMDSCs）两个亚群，其外周循环和肿瘤浸润增加与GBM不良预后相关。然而，驱动MDSC累积和促肿瘤功能的因素仍知之甚少。越来越多的证据表明，免疫反应中的性别差异影响GBM结局和治疗靶点：流行病学显示GBM在男性中更常见且预后更差；男性肿瘤中免疫抑制性髓系细胞浸润更高，以mMDSCs为主；而雌性中gMDSCs的扩增驱动GBM进展，其下游IL-1β信号通路靶向治疗可带来性别特异性生存优势。然而，调控MDSC性别特异性功能及其与肿瘤微环境互作的宿主机制仍待阐明。
研究设计与主要技术方法：研究采用网络医学方法整合药物-靶点相互作用数据库预测gMDSCs靶向药物；利用C57BL/6小鼠骨髓来源MDSCs进行体外代谢组学分析（液相色谱-串联质谱，LC-MS/MS）和流式细胞术；构建SB28和GL261同基因型原位GBM模型进行体内功能验证；采用CAT2基因敲除（CAT2-KO）小鼠、抗Ly6G抗体 depleted gMDSCs、以及GABBR选择性激动剂巴氯芬（baclofen）和拮抗剂CGP 35348进行机制解析；分析公开单细胞RNA测序数据集（GSE117891）和质谱检测人肿瘤GABA水平；采集健康女性供体外周血单个核细胞（PBMCs）进行人源细胞验证。
研究结果：
GABA以性别特异性方式重编程gMDSCs的精氨酸代谢：通过重分析MDSC亚群差异表达谱的药物预测（GSE148467），研究人员发现GABA通路调节剂是靶向gMDSCs的top候选药物之一。gMDSCs相较于mMDSCs高表达GABBR异二聚体亚基Gabbr1、Gabbr2及Gabra2。代谢组学筛选显示，GABA处理仅导致雌性小鼠gMDSCs发生代谢改变，表现为L-精氨酸（L-Arg）胞内蓄积和精氨酸生物合成代谢通路上调，而雄性小鼠-д or雌性mMDSCs无显著变化。雌性gMDSCs的CAT2编码基因Slc7a2基线表达和L-Arg水平低于雄性，但GABA刺激可特异性上调雌性细胞Slc7a2表达，而各组MDSCs的胞内GABA水平相当，提示代谢重编程由GABA信号介导而非摄取差异。
GABBR信号通过L-Arg-NOS2轴驱动免疫抑制：L-Arg经ARG1代谢产生L-鸟氨酸/尿素，或经NOS2代谢产生L-瓜氨酸/一氧化氮（NO）。GABA处理后雌性gMDSCs中L-瓜氨酸水平升高，GABA或GABBR选择性激动剂巴氯芬处理显著上调雌性gMDSCs的NOS2蛋白水平，而GABAAR激动剂isoguvacine无此效应；雄性gMDSCs和mMDSCs对各处理均无反应。ARG1水平在各组均无变化。巴氯芬处理的雌性gMDSCs显示更高的羟基苯基荧光素（HPF）染色强度，表明过氧亚硝酸盐生成增加。功能上，巴氯芬处理的雌性gMDSCs显著抑制CD8+ T细胞增殖，而巴氯芬对T细胞直接增殖或mMDSC介导的抑制无影响。CAT2-KO雌性gMDSCs对巴氯芬无反应，NOS2抑制剂氨基胍（aminoguanidine）或过氧亚硝酸盐清除剂尿酸、MCI-186（edaravone）均可逆转巴氯芬诱导的T细胞抑制。
GABBR以gMDSC依赖性方式驱动雌性GBM：雌性免疫正常小鼠原位植入SB28或GL261后，巴氯芬处理加速GBM进展、缩短生存期，而雄性免疫正常小鼠或任一性别免疫缺陷小鼠无此效应。巴氯芬不影响肿瘤细胞体外增殖，提示其促肿瘤作用依赖于肿瘤-免疫微环境。巴氯芬处理后雌性肿瘤T细胞Ki67增殖降低、Granzyme B和TNF产生减少。NOS2抑制或CAT2敲除可消除巴氯芬的促肿瘤效应，gMDSCs耗竭同样改善生存，证实GABBR通过L-Arg-NOS2轴增强雌性gMDSCs免疫抑制功能。
GABBR拮抗改善雌性GBM模型结局：GABBR拮抗剂CGP 35348系统治疗显著延长免疫正常雌性小鼠生存期，对雄性和免疫缺陷小鼠无效。该处理降低雌性肿瘤总体免疫细胞浸润，肿瘤浸润gMDSCs中NOS2表达显著减少，而gMDSCs比例及其他免疫细胞群无显著变化；mMDSCs和巨噬细胞中NOS2不受影响。外周免疫无变化。gMDSCs耗竭未能在CGP 35348基础上进一步改善生存，证实GABBR抑制通过降低肿瘤浸润gMDSCs的NOS2发挥雌性特异性抗肿瘤效应。
GABA通路是女性GBM的疾病相关靶点：分析公开单细胞数据集（GSE117891，女性5例、男性8例），显示女性GBM浸润免疫细胞具有富集的GABA信号转录特征和更高GABA受体表达，其中GABBR编码基因表达高于GABAAR。肿瘤相关巨噬细胞、小胶质细胞和中性粒细胞/gMDSCs中GABBRuffixGABBR1和GABBR2表达女性高于男性，而单核细胞/mMDSCs无性别差异。质谱检测显示女性高级别脑肿瘤（n=2）GABA浓度高于男性（n=6），雌性小鼠SB28肿瘤GABA水平也高于雄性。人PBMCs中，巴氯芬刺激诱导女性gMDSCs上调NOS2而非ARG1。
讨论与结论：神经系统与癌细胞的通讯是GBM肿瘤生物学中既往未被充分认识的前沿领域。本研究将GABA确定为雌性GBM免疫反应的关键调节因子，其通过上调L-Arg-NOS2通路增强gMDSCs的免疫抑制功能。性别作为影响肿瘤发生和治疗反应的重要因素，本研究揭示了微环境 cues 对性别特异性癌症-免疫互作的调控作用：尽管基线GABA受体表达无性别差异，雌性肿瘤中更高的GABA浓度差异性地重编程gMDSCs代谢与功能。这一发现与既往报道的GABA在外周癌中的促肿瘤效应（T细胞抑制、免疫抑制性巨噬细胞激活或癌细胞增殖诱导）形成机制性差异，也提示GABAAR与GABBR信号在不同细胞类型和疾病背景中的功能分化。
GABBR抑制为女性GBM提供了精准免疫治疗潜力。尽管NOS2抑制或gMDSCs耗竭部分逆转GABBR效应，但单一NOS2抑制不足以延长生存，提示GABBR下游存在多个免疫调节节点。考虑到女性GBM中GABBR在微胶质细胞和巨噬细胞也有表达，且外周癌研究中巨噬细胞参与GABA介导的肿瘤发生，未来需进一步解析GABA在GBM及其他神经系统疾病和癌症中性别特异性免疫重编程的完整机制网络。
综上所述，本研究强调了神经调控与免疫反应之间复杂交互作用，并凸显了在基础和临床研究中纳入性别变量的重要性。这些发现为探索神经递质受体调节剂单独或联合现有免疫疗法调控肿瘤-免疫互作开辟了新途径。
