2021年1月1日肢础，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所/北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院趙林、韓欽、王曉月和趙春華教授課題組合作在?Theranostics?(IF:11.556 )上發(fā)表文章聂示，鑒定了與胃癌（GC）患者臨床表現(xiàn)差緊密相關(guān)的成纖維細(xì)胞亞類并闡明了其作用機(jī)理告唆。文章發(fā)現(xiàn)炎癥腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（iCAFs）和胞外基質(zhì)腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（eCAFs）分別與胃癌中的 T 細(xì)胞和 M2 型巨噬細(xì)胞密切互作棺弊，促進(jìn)腫瘤發(fā)育和侵襲轉(zhuǎn)移。該研究挖掘了 CAFs 在胃癌進(jìn)展中的關(guān)鍵作用擒悬，為胃癌治療提供了潛在靶點(diǎn)模她。
單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序揭示一類與胃癌臨床表現(xiàn)差有關(guān)的促侵襲腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞
Single-cell RNA sequencing reveals a pro-invasive cancer-associated fibroblast subgroup associated with poor clinical outcomes in patients with gastric cancer
【發(fā)表期刊】Theranostics
【影響因子】11.556
【發(fā)表單位】中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所/北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
研究背景
據(jù)2020年統(tǒng)計(jì)，胃癌（GC）是全球發(fā)病率第五懂牧，死亡率第四大癌癥侈净，晚期患者生存期中值不超過一年，對(duì)胃癌治療的改善迫在眉睫僧凤。近些年來針對(duì)腫瘤基質(zhì)細(xì)胞的藥物層出不窮畜侦，但只對(duì)一小部分患者和腫瘤類型有療效。大量研究表明腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）具有促癌作用拼弃，可能作為腫瘤治療的潛在靶標(biāo)夏伊。但 CAFs 在胃癌中的異質(zhì)性和作用機(jī)制仍不清楚，這阻礙了針對(duì) CAFs 的藥物研發(fā)吻氧。為此溺忧，本文針對(duì)該問題咏连，對(duì) CAFs 在胃癌組織中的類型、功能和時(shí)空分布進(jìn)行了綜合分析鲁森。
研究思路
主要結(jié)論
研究人員對(duì)8例胃癌早期患者（3名腸型祟滴，3名彌漫型和2名混合型）腫瘤組織及其癌旁胃粘膜組織進(jìn)行了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，得到36,897個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)歌溉，分為七大細(xì)胞類型：上皮細(xì)胞垄懂，內(nèi)皮細(xì)胞，成纖維細(xì)胞痛垛，T 細(xì)胞草慧，B 細(xì)胞，巨噬細(xì)胞和肥大細(xì)胞（圖2）匙头。通過對(duì)腫瘤細(xì)胞及其微環(huán)境的分析漫谷，比較癌組織與癌旁基質(zhì)細(xì)胞差異和亞類分析得到了以下主要結(jié)論。
1.?胃癌上皮細(xì)胞具有患者間異質(zhì)性
上皮細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞的主要來源蹂析，亞群分析顯示上皮細(xì)胞在患者間有很大異質(zhì)性（圖3A-C）舔示。差異富集分析顯示腫瘤上皮細(xì)胞中高表達(dá)細(xì)胞增殖，傷口響應(yīng)和 NF-κB 通路等惡性發(fā)育相關(guān)基因电抚。并且一定比例的腫瘤上皮細(xì)胞中表達(dá)部分上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（p-EMT）標(biāo)記基因（圖3D-E）惕稻，作者將該群注釋為 EMT 細(xì)胞群（圖3F），EMT 狀態(tài)是與腫瘤進(jìn)展侵襲相關(guān)的重要標(biāo)志物蝙叛。
2.?胃癌中存在內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EndMT）
內(nèi)皮細(xì)胞是血管組織和淋巴管組織的重要組成俺祠。作者對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行亞群分析，定義了1個(gè)淋巴內(nèi)皮亞群和11個(gè)血管內(nèi)皮亞群（圖4A-B）甥温。差異富集分析顯示腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞中高表達(dá)細(xì)胞粘附和胞外基質(zhì)重組通路（圖4C）锻煌。亞群分析顯示4號(hào)亞群表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞特征基因的同時(shí)，也表達(dá)成纖維細(xì)胞特征基因（圖4D-G）姻蚓。進(jìn)一步擬時(shí)序分析表明4亞號(hào)群是一類從內(nèi)皮細(xì)胞到間質(zhì)細(xì)胞過渡的細(xì)胞亞群（EndMT）（圖4H, I）宋梧。有研究表明 EndMT 在腫瘤進(jìn)展中起作用。該數(shù)據(jù)的差異富集分析也顯示 EndMT 細(xì)胞在胃癌中高表達(dá)腫瘤發(fā)育通路狰挡。這些數(shù)據(jù)都表明 EndMT 可能參與了胃癌發(fā)育過程中的血管再生捂龄。
3.?成纖維細(xì)胞亞類促進(jìn)腫瘤侵襲
成纖維細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，作者將成纖維細(xì)胞群分為肌成纖維細(xì)胞加叁、周細(xì)胞倦沧、胞外基質(zhì) CAFs（eCAFs）和炎癥 CAF（iCAFs）（圖5A-B）亞群。差異富集分析明確了四種成纖維細(xì)胞尤其是其中兩種 CAFs 在腫瘤進(jìn)展中的作用（圖5C）它匕。iCAFs 高表達(dá)炎癥響應(yīng)通路展融，表明 iCAF 可能與免疫細(xì)胞相互作用；eCAFs 中高表達(dá)腫瘤侵襲基因以及胞外間質(zhì)（ECM）重塑通路（圖5D）豫柬，其中高表達(dá)的 POSTN 基因與腫瘤預(yù)后差有明顯相關(guān)性（圖5E）告希。研究人員還通過免疫組化確定 eCAFs 和 iCAFs 都富集在腫瘤腺體周圍和腫瘤侵襲界面扑浸。以上分析都表明 eCAFs 和 iCAFs 可以促進(jìn)腫瘤進(jìn)展和侵襲。
4.?胃癌微環(huán)境具有免疫抑制性
為了解析胃癌免疫微環(huán)境燕偶，研究人員對(duì)免疫細(xì)胞進(jìn)行了分群喝噪。T 細(xì)胞被注釋為8個(gè)亞類，腫瘤中高表達(dá)耗竭 T 細(xì)胞和調(diào)節(jié) T 細(xì)胞（Tregs）亞群（圖6A-B）指么，免疫組化驗(yàn)證顯示耗竭 T 細(xì)胞和 Tregs 在腫瘤淋巴結(jié)中富集（圖6C-D）酝惧。B 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞亞群在癌旁和癌組織中都有明顯差別，其中初始 B 細(xì)胞在腫瘤中呈凋亡狀態(tài)伯诬，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）表達(dá)淋巴細(xì)胞遷移晚唇、抗原呈遞等免疫細(xì)胞浸潤(rùn)調(diào)節(jié)通路。
5.?胃癌微環(huán)境細(xì)胞間的動(dòng)態(tài)互相作用
作者用 CellPhoneDB 分析對(duì)胃癌微環(huán)境細(xì)胞間的動(dòng)態(tài)互相作用進(jìn)行了分析姑廉，發(fā)現(xiàn)癌組織及癌旁組織中內(nèi)皮細(xì)胞缺亮，成纖維細(xì)胞和免疫細(xì)胞間強(qiáng)烈互作（圖7A-C）。其中 iCAFs 通過趨化因子桥言、炎癥因子及免疫調(diào)節(jié)受體配體與免疫細(xì)胞互作，負(fù)責(zé)淋巴細(xì)胞招募葵礼，免疫組化顯示 iCAFs 定位在腫瘤的淋巴結(jié)樣組織中（圖7D）号阿。而 eCAFs 則與 M2 型巨噬細(xì)胞顯示共定位（圖7E），體外培養(yǎng)和 Transwell 實(shí)驗(yàn)也證明 eCAF 增殖能力較強(qiáng)且可以招募 M2 巨噬細(xì)胞鸳粉。另外扔涧，研究還發(fā)現(xiàn)彌漫型胃癌呈現(xiàn)四高表型（高上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），高基質(zhì)細(xì)胞占比届谈，高免疫細(xì)胞浸潤(rùn)枯夜，高 T 細(xì)胞耗竭），導(dǎo)致彌漫型胃癌具有免疫抑制型微環(huán)境和較差的臨床預(yù)后艰山。
總結(jié)
文章通過8例胃癌早期患者的胃癌和癌旁樣本單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序湖雹，解析了胃癌異質(zhì)性，并重點(diǎn)分析了成纖維細(xì)胞對(duì)腫瘤微環(huán)境中免疫曙搬、侵襲摔吏、轉(zhuǎn)移和血管再生的調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn) iCAFs 通過趨化因子招募 T 細(xì)胞浸潤(rùn)腫瘤纵装，而 eCAFs 可以重塑胞外基質(zhì)征讲，吸引 M2 型巨噬細(xì)胞促進(jìn)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移。該研究為胃癌患者提供了預(yù)后依據(jù)橡娄，還發(fā)現(xiàn)了可能作為胃癌治療的靶向細(xì)胞類型诗箍。
參考文獻(xiàn)：
Li X, Sun Z, Peng G, Xiao Y, Guo J, Wu B, Li X, Zhou W, Li J, Li Z, Bai C, Zhao L, Han Q, Zhao RC, Wang X. Single-cell RNA sequencing reveals a pro-invasive cancer-associated fibroblast subgroup associated with poor clinical outcomes in patients with gastric cancer.?Theranostics. 2022 Jan 1;12(2): 620-638. doi: 10.7150/thno.60540. PMID: 34976204; PMCID: PMC8692898.
