胃小凹型腺瘤覆盆子样外观的空间转录组学分析揭示KLF4突变驱动的异常分化与血管生成机制

《Virchows Archiv》：Spatial transcriptomic analysis of foveolar-type gastric adenoma with raspberry-like appearance

本研究针对幽门螺杆菌阴性背景下胃小凹型腺瘤覆盆子样外观（FGA-RA）的分子机制不明确问题，通过空间转录组学和免疫组化技术，首次揭示该病变存在MUC5AC与MUC17共表达的异常分化模式，并发现VEGFA/FLT1信号通路驱动的浅层毛细血管增生是其特征性外观的形成基础，为理解KLF4突变相关胃肿瘤的病理发生提供了新视角。

　　

随着幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）感染率的显著下降，日本近年来在未感染人群中发现的胃肿瘤病例呈现上升趋势。这类肿瘤通常具有胃型免疫表型和较低的恶性潜能，其中胃小凹型腺瘤（foveolar-type gastric adenoma, FGA）和肠型胃异型增生（intestinal-type gastric dysplasia, IGD）因其独特的临床病理特征备受关注。特别是表现为覆盆子样外观的胃小凹型腺瘤（FGA-RA），作为一种直径通常不超过5毫米的小红色息肉样病变，其独特的形态学特征和分子背景仍有待深入阐明。

FGA-RA与典型的KLF4基因突变密切相关，这种突变可能导致转录因子功能异常，进而影响细胞分化进程。然而，这种突变如何具体影响上皮细胞表型分化，以及如何导致病变呈现特征性的红色覆盆子样外观，特别是浅层间质中显著的毛细血管增生现象，这些关键科学问题尚未得到系统解答。为了解决这些疑问，研究团队在《Virchows Archiv》上发表了最新研究成果，通过高精度的空间转录组学技术结合传统病理学方法，深入解析了FGA-RA的分子特征。

研究团队主要采用了以下关键技术方法：从爱媛大学医院及其附属机构收集经内镜黏膜切除术和活检确诊的FGA-RA样本，通过特异性PCR方法验证样本携带特征性KLF4 c.A1322C突变；利用10x Genomics公司的Visium空间转录组平台对福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织进行全转录组分析，通过Space Ranger和Seurat软件进行数据分析和空间聚类；采用免疫组织化学技术对MUC5AC、MUC17、VEGFA、FLT1和ERG等关键分子进行蛋白水平验证。

组织样本和FGA-RA诊断的遗传学验证

研究首先通过内镜和病理组织学确认了典型FGA-RA病例的特征：小红色息肉样病变，表面可见狭窄的白色线性结构。组织学显示息肉状病变带有蒂部，浅表区域可见胃小凹型上皮细胞的层状增殖和显著的毛细血管网络形成。基因分析证实病变携带KLF4基因c.A1322C突变，研究人员还建立了高灵敏度的突变特异性PCR方法，在6个活检标本中均检测到该突变，验证了病例的分子诊断。

FGA-RA的空间转录组分析

空间转录组分析将组织划分为9个不同的基因表达簇，肿瘤区域呈现分层聚类模式：簇3位于内部区域，簇6位于中间层，簇5位于最表层。差异表达基因分析显示，簇5特征性表达MUC17。 mucin家族基因的空间表达图谱显示：MUC1广泛强表达，MUC2几乎不表达，MUC5AC在整个肿瘤区域广泛表达且水平较高，MUC5B在肿瘤中表达但在浅层减弱，MUC6主要在周围非肿瘤区域表达。最关键的是，MUC17表达选择性富集在最浅表肿瘤层。

血管生成相关因子的分析显示，VEGFA在肿瘤和炎症细胞中广泛表达，在浅黏膜层表达尤为强烈。其受体FLT1在黏膜正下方的基质内皮细胞中强表达，这种分布模式与血管标志物CD31、CD34和ERG的表达高度重叠，表明与血管结构存在空间相关性。KLF4本身在整个肿瘤区域呈现广泛强表达。

基因本体富集分析显示肿瘤组织中与组织修复和炎症相关的基因集呈激活趋势。细胞因子及其受体通路分析表明多种细胞因子在肿瘤组织内激活，而NF-κB信号通路分析显示TRAF3等抗炎信号也同时激活。促炎细胞因子（IL1B、TNF、IL6）的空间表达图显示它们在浅表肿瘤区域局部富集，其中IL1B表达最为显著，部分与VEGFA热点区域重叠。

MUC5AC和MUC17的免疫组织化学研究

免疫组化验证显示，在肠上皮化生的胃黏膜中，MUC5AC在胃小凹型上皮细胞中阳性表达，而在肠化生区域表达缺失；MUC17则主要表达于肠化生区域上皮细胞的胞质顶膜区。在FGA-RA中，MUC5AC在肿瘤细胞胞质中弥漫阳性，而MUC17在5/6病例的浅表黏膜呈现胞质内、核上分布模式，与MUC5AC阳性细胞重叠，但缺乏顶膜线性染色模式。

VEGFA、FLT1和ERG的免疫组织化学研究

对浅表黏膜中血管生成相关因子的研究表明，FGA-RA特征性的红色外观与浅黏膜基质区发育良好的毛细血管网络相关。VEGFA定位于肿瘤细胞和炎症细胞（主要为巨噬细胞），FLT1表达于内皮细胞表面，这些FLT1阳性内皮细胞同时表达核内皮标志物ERG，证实了它们的血管身份。

研究结论表明，FGA-RA表现出独特的粘蛋白谱，反映了KLF4功能失调导致的不完全肠分化。特征性的覆盆子样形态可能是由慢性炎症刺激浅表受损上皮诱导的VEGF驱动血管生成的结果，表明这种独特外观源于KLF4突变协调的上皮和基质连续改变。具体而言，KLF4功能丧失导致杯状细胞分化受损，黏膜表面主要被MUC17阳性肠吸收细胞覆盖，缺乏MUC2和MUC17协调的屏障功能可能损害黏膜防御，使上皮持续受到炎症刺激，促进血管生成因子表达，最终导致浅表肿瘤区显著的毛细血管增生。

该研究的重要意义在于首次通过空间转录组学揭示了FGA-RA的异常分化模式和血管生成机制，为理解KLF4突变相关胃肿瘤的病理发生提供了新的分子视角。MUC5AC和MUC17的共表达模式可能作为FGA-RA的诊断标志物，而VEGFA/FLT1信号轴的激活为理解其特征性外观提供了理论基础。这些发现不仅增进了对幽门螺杆菌阴性胃肿瘤生物学行为的理解，也为未来相关疾病的诊断和治疗策略开发提供了重要依据。