单细胞测序揭示去势抵抗性前列腺癌相关成纤维细胞的转录组特征及其在预后和免疫治疗响应中的调控机制

本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)揭示了去势抵抗性前列腺癌(CRPC)中癌症相关成纤维细胞(CAFs)的转录组特征，发现TGF-β信号通路和细胞外基质(ECM)重塑在CRPC-CAFs中显著激活，其高丰度与不良预后和免疫治疗抵抗相关。动物实验证实TGF-β阻断可增强抗PD-1疗效，为CRPC联合治疗提供新策略。

　　

前列腺癌是全球男性第二大高发恶性肿瘤，其中去势抵抗性前列腺癌(CRPC)是临床治疗的主要难点。尽管新一代雄激素受体拮抗剂和PARP抑制剂等疗法取得进展，但患者最终仍会发展为CRPC并面临治疗失败。传统观点认为CRPC的进展主要与肿瘤细胞内在的雄激素受体(AR)信号异常有关，但近年研究发现肿瘤微环境(TME)重塑在CRPC发展中起关键作用。作为TME中最重要的间质细胞成分，癌症相关成纤维细胞(CAFs)通过分泌多种因子促进肿瘤进展和免疫逃逸。然而，CRPC相关CAFs(CRPC-CAFs)的分子特征及其临床意义尚不明确。

为解决这一问题，深圳大学医学部等单位的研究人员联合开展了这项研究。通过整合单细胞转录组测序和临床队列分析，系统揭示了CRPC-CAFs的转录特征及其在预后预测和免疫治疗响应中的调控作用。研究发现CRPC-CAFs通过激活TGF-β信号通路和ECM重塑促进免疫抑制微环境形成，靶向干预该通路可显著增强PD-1抑制剂的抗肿瘤效果。该成果发表于《BMC Cancer》，为CRPC的精准治疗提供了新思路。

研究主要采用以下技术方法：从GEO数据库获取13例原发前列腺癌和13例CRPC样本的单细胞RNA-seq数据；利用Seurat和Harmony进行数据整合与细胞注释；通过伪时序分析和pySCENIC解析转录调控网络；基于TCGA和IMvigor210队列评估临床预后价值；建立RM-1小鼠前列腺癌模型验证TGF-β阻断与免疫治疗的协同效应。

单细胞测序揭示CRPC-CAFs比例增加及其预后价值
分析71,560个单细胞转录组发现，CRPC组织中CAFs比例显著高于原发肿瘤。鉴定出62个CRPC-CAFs特异性高表达基因（如POSTN、COL1A1等），其表达特征在转移性CRPC组织中显著富集。生存分析显示高CRPC-CAFs评分患者无复发生存期更短。

CRPC-CAFs的功能特征与转录调控机制
功能富集分析表明CRPC-CAFs显著激活ECM重塑和TGF-β信号通路，而雄激素响应通路下调。伪时序分析揭示了从原发肿瘤CAFs向CRPC-CAFs的动态转化过程。转录因子网络分析发现POU3F3、ZIC3等TF在CRPC-CAFs中特异性激活。

CAFs与免疫微环境的互作特征
CellChat分析显示CRPC中FN1-CD44等配体-受体互作增强。临床数据证实高CRPC-CAFs评分患者具有更多免疫抑制细胞（Tregs、M2巨噬细胞）浸润和更高PD-L1等免疫检查点分子表达，且对免疫治疗响应率更低。

TGF-β调控CAFs功能的实验验证
体外实验证实TGF-β1处理可诱导人前列腺成纤维细胞WPMY-1中BGN等ECM相关基因表达上调，促进细胞迁移增殖。RNA-seq分析揭示TGF-β1同时抑制干扰素响应等免疫相关通路。

靶向干预的动物实验
在RM-1小鼠模型中，抗TGF-β单药可抑制肿瘤生长，与抗PD-1联用表现出显著协同效应。免疫组化显示联合治疗组CD4⁺和CD8⁺T细胞浸润增加，而TGF-β1和α-SMA表达降低。

该研究首次系统阐明了CRPC-CAFs的分子特征及其临床意义：1）CRPC-CAFs通过TGF-β信号通路和ECM重塑驱动免疫抑制微环境；2）BGN等分子可作为预后标志物；3）靶向TGF-β通路能逆转CAFs介导的免疫治疗抵抗。这些发现不仅深化了对CRPC微环境异质性的认识，更为联合免疫治疗策略的开发提供了理论依据。未来研究可进一步探索PRRX2等转录因子在CAFs表型转化中的调控机制，并在基因工程小鼠模型中验证特定亚群CAFs的功能。