淋巴结转移血管生态位新机制：SPP1+巨噬细胞通过内皮细胞互作驱动头颈鳞癌转移

《Scientific Reports》：Single-cell identification of an endothelial cell proximal SPP1+?macrophage population defines the metastatic vascular niche in lymph nodes

本研究针对头颈鳞癌（HNSCC）淋巴结转移（LNM）机制不清的临床难题，通过单细胞转录组分析发现转移淋巴结（MET）中富集SPP1+肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）。该亚群通过SPP1-ITGα9β1/FN1-ITGα2β1信号轴与内皮细胞（ECs）互作，促进血管/淋巴管生成，形成促转移生态位。空间多色免疫组化证实SPP1+TAMs与ECs的近距离分布，其基因特征与患者不良预后显著相关，为HNSCC精准治疗提供新靶点。

　　

头颈鳞癌（HNSCC）是头颈部最常见的恶性肿瘤，其预后较差的主要原因是淋巴结转移。尽管临床已明确淋巴结转移是重要的预后指标，但转移过程中淋巴结微环境如何被重塑以支持肿瘤细胞定植的机制尚不明确。传统研究多聚焦于原发肿瘤，而对转移灶的微环境特性了解有限。尤其值得关注的是，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在转移生态位形成中扮演多重角色，包括血管生成、免疫抑制和细胞外基质重塑等，然而其在淋巴结转移中的具体亚群功能及作用机制仍有待揭示。

发表于《Scientific Reports》的这项研究，通过整合多个单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据集，系统描绘了HNSCC原发灶、转移淋巴结和非转移淋巴结的细胞图谱，发现了一个在转移淋巴结中特异性富集的SPP1⁺TAMs亚群。该亚群通过和内皮细胞（ECs）的密切互作，促进血管生成和淋巴管生成，从而支持肿瘤细胞在淋巴结中的定植和生长。这一发现不仅深化了对淋巴结转移机制的理解，也为开发针对转移微环境的治疗策略提供了新的分子靶点。

研究主要关键技术方法包括：从GEO数据库获取41例HNSCC样本的单细胞转录组数据（GSE195655、GSE140042等），利用Seurat和Harmony进行数据整合与批次校正；通过CellPhoneDB分析细胞间通信网络；采用基因集变异分析（GSVA）和单样本GSEA（ssGSEA）进行功能富集和预后关联分析；对19例临床样本进行免疫组化（IHC）和多重免疫组化（mIHC）验证空间分布关系。

景观性分析揭示HNSCC原发灶和淋巴结转移微环境的异质性

研究整合了41例样本的10万余个单细胞数据，通过UMAP聚类识别出T细胞、B细胞、巨噬细胞、内皮细胞等9个主要细胞类型。比较分析发现，转移淋巴结中巨噬细胞（9.1%）、浆细胞（7.1%）和内皮细胞（1.6%）等非淋巴细胞显著富集。组织偏好性评分（Ro/e）进一步证实巨噬细胞、树突状细胞和内皮细胞在转移灶中具有特异性富集趋势，提示这些细胞可能协同参与转移生态位的构建。

SPP1⁺TAMs在转移淋巴结中的特异性富集及其功能特征

巨噬细胞亚群分析识别出6个功能各异的TAMs亚群，其中TAM1_SPP1在转移淋巴结中特异性富集。该亚群高表达SPP1、FN1、MMP7等促转移基因，基因集富集分析显示其显著富集于血管生成、上皮-间质转化（EMT）和细胞外基质受体相互作用等通路。临床预后分析表明，TAM1_SPP1特征基因评分高的患者总生存期显著缩短，且淋巴结转移风险更高，凸显其临床相关性。

巨噬细胞发育轨迹揭示SPP1⁺TAMs的分化路径

伪时序分析显示，TAMs在转移淋巴结中沿TAM3_AREG→TAM2_C1QA→TAM1_SPP1路径分化。初始阶段的TAM3_AREG高表达AREG、FCN1等基因，参与免疫激活；终末阶段的TAM1_SPP1则上调SPP1、HIF1A、STAT3等基因，富集于淋巴管生成、缺氧反应等通路，表明其分化伴随功能向促血管表型转变。

内皮细胞亚群在转移淋巴结中的变化及与TAMs的互作机制

内皮细胞分析发现转移淋巴结中淋巴管内皮细胞（LECs）比例显著增加，且内皮细胞整体富集血管生成和TGF-β信号通路。细胞互作分析揭示TAM1_SPP1通过SPP1-ITGα9β1、FN1-ITGα2β1、VEGFA-KDR等配体-受体对与血管内皮细胞（BECs）和LECs相互作用，其中SPP1和FN1信号轴可能共同协调血管生成和淋巴管生成。

空间多色免疫组化验证SPP1⁺TAMs与内皮细胞的近距离分布

实验验证显示转移淋巴结中CD34⁺血管和LYVE1⁺淋巴管密度显著增加。多重免疫组化空间分析发现，SPP1⁺CD163⁺TAMs在距离内皮细胞20微米范围内显著富集，且数量随距离增加而递减，而非转移淋巴结中无此分布规律，证实了TAMs与内皮细胞的空间邻近性及其在转移生态位中的协同作用。

研究结论指出，SPP1⁺TAMs是HNSCC淋巴结转移的关键调控者，其通过分泌SPP1和FN1等因子，与内皮细胞互作塑造促转移血管生态位。该研究首次在单细胞精度上揭示了转移淋巴结中TAMs的异质性及其与血管系统的空间功能关联，为针对肿瘤转移微环境的治疗策略开发提供了新方向。未来研究需进一步明确SPP1⁺TAMs的起源及其在淋巴管生成中的具体分子机制，为靶向干预提供更精确的理论依据。