RGS16+癌症相关成纤维细胞通过MDK-SDC1轴促进食管鳞癌进展的机制研究

《Biology Direct》：RGS16-driven cancer-associated fibroblasts promote esophageal squamous cell carcinoma progression via the MDK-SDC1 axis-mediated intercellular crosstalk

本研究针对食管鳞癌(ESCC)肿瘤微环境(TME)中癌症相关成纤维细胞(CAFs)的异质性及其促癌机制展开深入探索。研究人员通过整合单细胞RNA测序(scRNA-seq)和转录组数据，构建了基于14个CAF相关基因的预后风险模型，并发现RGS16+ CAFs通过激活NF-κB信号通路上调midkine(MDK)表达，MDK与食管鳞癌细胞表面受体syndecan1(SDC1)结合后显著促进肿瘤细胞增殖、侵袭和迁移。该研究揭示了RGS16+ CAFs在ESCC进展中的关键作用，为开发新的治疗策略提供了重要靶点。

　　

食管癌是全球范围内常见的恶性肿瘤之一，其中食管鳞状细胞癌(ESCC)占据了绝大多数病例。尽管近年来诊疗技术不断进步，但ESCC患者的预后仍然较差，高复发率和转移率是导致治疗失败的主要原因。肿瘤微环境(TME)在癌症发生发展中扮演着关键角色，其中癌症相关成纤维细胞(CAFs)作为TME中的重要组成部分，通过多种机制促进肿瘤进展，但其在ESCC中的具体作用机制尚不完全清楚。

为了深入探索CAFs在ESCC中的作用，研究人员在《Biology Direct》上发表了一项创新性研究。该研究整合了单细胞RNA测序(scRNA-seq)和批量RNA测序数据，对ESCC中的CAFs进行了系统分析。

研究采用的主要技术方法包括：从GEO数据库获取ESCC的单细胞RNA测序数据（GSE196756，包含6个样本），从TCGA和GEO（GSE53625）数据库获取批量RNA测序数据和临床信息；使用Seurat R包进行细胞聚类和CAFs标记基因识别；运用65种机器学习算法构建CAF相关预后风险模型；采用细胞共培养、Western blotting、集落形成实验和Transwell实验等功能验证方法。

研究结果方面：

Identification of CAFs marker genes

通过单细胞RNA测序分析，研究人员将肿瘤微环境细胞分为11个簇，包括上皮细胞、成纤维细胞、巨噬细胞等。发现与正常组织相比，肿瘤组织中成纤维细胞比例显著增加。功能富集分析显示，成纤维细胞相关基因主要富集在酪氨酸代谢、TGF-β信号通路等关键通路中。

Construction and validation of a prognostic signature based on CAFs marker genes

研究共识别出4856个CAF相关差异表达基因，其中24个与ESCC预后显著相关。通过机器学习算法筛选，最终确定14个基因构建预后风险模型。在TCGA和GSE53625数据集中的验证表明，高风险组患者总生存期显著差于低风险组。

Mutation analysis and clinical characterization of the RiskScore model

突变分析显示，高风险组和低风险组在基因突变谱上存在显著差异。多因素Cox回归分析证实风险评分是ESCC的独立预后因素。

Prediction of immunotherapy response and drug sensitivity based on RiskScore

研究发现高风险组患者具有更低的TIDE评分，提示可能对免疫治疗更敏感。药物敏感性分析识别出18种与风险评分显著相关的药物，为临床治疗选择提供了参考。

Identification of the key CAFs gene RGS16 and functional analysis of RGS16+CAFs vs. RGS16-CAFs

通过交叉分析TCGA和GSE53625数据集，鉴定出RGS16和PHYHD1为关键基因。单细胞数据分析发现，RGS16+ CAFs与RGS16- CAFs相比有199个差异表达基因，主要富集在NF-κB信号通路等。

The role of RGS16 in CAFs on ESCC progression

功能实验表明，敲低CAFs中RGS16表达可显著抑制ESCC细胞的增殖、侵袭和迁移能力，而过表达RGS16则促进这些恶性表型。

Interaction of ESCC cells and RGS16+ CAFs via the MDK-SDC1 pathway

细胞间通讯分析发现MDK-SDC1是CAFs与上皮细胞之间最主要的相互作用轴。功能验证表明MDK通过结合SDC1受体促进ESCC细胞的恶性行为。

RGS16-NF-kB-MDK signaling pathway mediates the progression of ESCC cells in co-culture with CAFs

机制研究表明，RGS16通过激活NF-κB信号通路，上调MDK表达。使用MDK抑制剂可逆转OE-RGS16 CAFs对ESCC细胞恶性表型的促进作用。

研究结论与讨论部分强调，该研究不仅构建了可靠的CAF相关预后模型，还首次揭示了RGS16+ CAFs通过NF-κB-MDK-SDC1轴促进ESCC进展的新机制。这一发现为理解肿瘤-间质相互作用提供了重要见解，为ESCC治疗提供了新的潜在靶点。针对RGS16-MDK-SDC1轴的干预策略可能成为改善ESCC患者预后的新途径，特别是对于高风险患者群体具有重要的临床意义。