重大发现！揭示结直肠癌肝转移中肝脏微环境动态变化，锁定潜在治疗新靶点

研究人员为探究结直肠癌肝转移机制，开展单细胞转录组分析，发现 Prok2+中性粒细胞等关键细胞亚群，为治疗提供新方向。

　　

结直肠癌（CRC）作为全球范围内发病率位居第三、死亡率排名第二的恶性肿瘤，一直是医学界重点攻克的难题。对于早期结直肠癌患者，根治性手术后 5 年生存率超 90%，然而一旦癌细胞发生远处转移，这一数字便急剧下降至 10 - 20%。肝脏是结直肠癌最常转移的部位，约 50% 的结直肠癌患者会在病程中出现肝转移，这也是导致患者死亡的主要原因。目前，针对结直肠癌肝转移（CRCLM）的治疗手段效果欠佳，患者预后较差。这背后的关键在于，人们对 CRCLM 的发生机制了解有限。此前研究多聚焦于原发性肿瘤对转移的影响，对转移靶器官 —— 肝脏微环境变化的研究相对不足。而且，以往针对肝脏微环境在肿瘤转移过程中的研究，缺乏对从正常肝脏组织到转移前阶段，再到转移病灶形成这一完整过程的全面转录组分析。为了深入剖析结直肠癌肝转移的奥秘，中山大学附属第六医院的研究人员展开了一项极具意义的研究。该研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上，为结直肠癌肝转移的治疗带来了新的曙光。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先构建了结直肠癌原位小鼠模型，通过向小鼠盲肠注射 CT26 - GFP 细胞来模拟肿瘤的发生与转移过程。随后，对正常肝脏、转移前肝脏和早期肿瘤定植肝脏进行单细胞转录组测序，以此获取不同阶段肝脏细胞的转录组信息。同时运用生物信息学分析手段，对测序数据进行深入挖掘，包括细胞类型注释、差异基因分析、富集分析等，从而揭示细胞和分子层面的变化规律。此外，研究人员还收集了公开数据库中的数据以及患者样本数据，用于验证实验结果并进行生存分析。

研究结果主要体现在以下几个方面：

1. 构建肝脏单细胞图谱：通过构建小鼠肝脏单细胞图谱，研究人员发现从转移前微环境（PMN）形成开始，肝脏微环境就发生了显著变化。PMN 中髓系细胞明显增加，T/NK 细胞、内皮细胞和 B 淋巴细胞浸润略有减少，而肝细胞数量无明显变化。到了转移微环境（MN）阶段，髓系细胞比例进一步上升，T/NK 细胞、内皮细胞和 B 细胞则显著减少，同时 MN 肝脏中出现少量肿瘤细胞。

2. 肝细胞炎症通路激活：研究表明，在结直肠癌肝转移过程中，肝细胞的炎症通路显著激活。在 PMN 阶段，肝细胞中炎症蛋白相关基因如 Saa1、Saa2 等以及粒细胞相关趋化因子 Cxcl1 表达显著升高；MN 阶段，肝细胞表达更多的粒细胞趋化因子如 S100a8、S100a9 和其他趋化因子 Cxcl2、Cxcl10。并且，炎症相关的 IL - 6/JAK/STAT3 和 TNF - α/NF - κB 通路在肝细胞中被激活，且 MN 阶段比 PMN 阶段激活更强烈。此外，胆汁酸代谢通路在 PMN 和 MN 阶段均下调。

3. N1 中性粒细胞（Prok2⁺中性粒细胞）的关键作用：研究人员发现 N1 中性粒细胞在 PMN 和 MN 中显著增加，且其比例与结直肠癌肝转移患者的不良预后相关。N1 中性粒细胞高表达 Prok2 等转移相关基因，基因集评分显示其与肿瘤免疫抑制有关。通过对健康个体和患者的测序数据分析，发现 N1 中性粒细胞相关的 N1 特征在患者外周血和肝脏中性粒细胞中显著升高，是预测结直肠癌肝转移预后的潜在生物标志物。

4. 免疫抑制性巨噬细胞和耗竭 T 细胞的变化：在 MN 中，免疫抑制性巨噬细胞 Kupffer2 和 MAC2 浸润显著增加。Kupffer2 细胞分泌大量细胞因子，激活 TNF/NF - κB 通路，与中性粒细胞趋化和细胞间相互作用有关。同时，MN 中耗竭 T 细胞显著增加，其表达更高水平的 T 细胞功能障碍相关基因。而且，N1 中性粒细胞和 Kupffer2 细胞与耗竭 T 细胞的浸润比例呈正相关。

5. 细胞间相互作用促进免疫抑制微环境形成：细胞间相互作用分析表明，与对照组相比，PMN 和 MN 中细胞间配体 - 受体相互作用的数量和强度显著增加，MN 更为明显。在 MN 中，肝细胞、巨噬细胞和中性粒细胞向 CD8⁺耗竭 T 细胞发送更多信号，通过 Cd274/Pdcd1 和 Alcam/Cd6 等信号轴促进 T 细胞耗竭。此外，MN 中的中性粒细胞还可能通过 App/Cd74 信号轴抑制巨噬细胞的吞噬功能。

研究结论与讨论部分指出，该研究揭示了结直肠癌肝转移过程中肝脏微环境的动态变化，明确了关键免疫细胞亚群如 N1 中性粒细胞和 Kupffer 细胞在促进免疫抑制和 T 细胞耗竭中的重要作用。这些细胞的变化以及它们高表达的免疫抑制标记，共同营造了有利于肿瘤生长的微环境，这也是免疫治疗效果不佳的重要原因。研究人员建立的 N1 特征与结直肠癌肝转移患者的不良预后相关，并且在患者外周血中性粒细胞中也有体现，为早期检测和监测转移提供了潜在的生物标志物。此外，研究还发现 Prok2⁺中性粒细胞与其他细胞的相互作用机制，为治疗结直肠癌肝转移提供了新的潜在靶点。未来，有望针对这些靶点开发新的治疗策略，改善患者的预后。总之，这项研究不仅加深了人们对结直肠癌转移过程中肝脏细胞相互作用和基因表达变化的理解，还为临床治疗提供了新的方向和潜在的生物标志物，具有重要的科学意义和临床价值。