单细胞测序揭示CXCL12-CXCR4轴介导的成纤维细胞-T细胞互作驱动肌层浸润性膀胱癌免疫抑制微环境形成

本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析19例膀胱癌组织样本，揭示肌层浸润性膀胱癌(MIBC)中干扰素(IFN)-γ激活的成纤维细胞(CAFs)通过CXCL12-CXCR4趋化轴招募耗竭性T细胞(Tex)，形成双向免疫抑制环路。该发现为靶向肿瘤微环境(TME) Crosstalk提供新策略，发表于《Communications Biology》。

　　

膀胱癌是全球第十大高发恶性肿瘤，其中肌层浸润性膀胱癌(MIBC)占新发病例25%，具有侵袭性强、治疗抵抗的特点。尽管现有分子分型系统不断优化，但肿瘤微环境(TME)中细胞互作的机制仍是未解之谜。尤其值得注意的是，癌症相关成纤维细胞(CAFs)与耗竭性T细胞(Tex)的共定位现象提示二者可能存在功能关联，但这种双向调控的分子基础及其临床意义尚不明确。

广西医科大学附属第一医院泌尿外科团队在《Communications Biology》发表的研究，通过整合单细胞转录组测序(scRNA-seq)、空间分析和功能实验，首次系统描绘了MIBC中成纤维细胞亚群与T细胞的动态互作网络。研究人员收集12例患者的19份组织样本（7例MIBC、3例非肌层浸润性膀胱癌NMIBC和9例正常组织），采用10x Genomics平台进行单细胞转录组测序，结合CellChat细胞互作分析、RNA速率追踪、SCENIC转录调控网络构建等技术，并通过ELISA、Transwell迁移实验和流式细胞术进行功能验证。

单细胞测序与细胞类型鉴定
研究团队通过scRNA-seq获得127,391个细胞的转录组数据，鉴定出13个转录特征各异的成纤维细胞亚群和10个功能异质性T细胞亚群。在MIBC样本中，干扰素响应性成纤维细胞F-ISG15（炎症性CAFs）和F-POSTN（肌成纤维性CAFs）显著富集，且RNA速率分析显示F-ISG15可向F-POSTN转化。

成纤维细胞亚群功能多样性
基质重塑分析发现，F-POSTN高表达细胞外基质(ECM)基因（COL1A1/2、COL3A1等）和基质金属蛋白酶(MMP2/14/19），而F-ISG15则显著上调干扰素刺激基因ISG15。SCENIC分析揭示STAT1/2和IRF7/9等转录因子在CAFs中特异性激活，通路富集显示这些亚群与IFN-γ响应、PI3K-Akt-mTOR信号密切关联。

T细胞亚群动态特征
55,392个T细胞被分为10个亚群，其中CD8⁺ T-ISG15和CD8⁺ Tex细胞在MIBC中特异性扩增。Tex细胞高表达免疫检查点分子HAVCR2(TIM-3)、LAG3和CTLA4，同时分泌IFN-γ。轨迹分析表明Tex可能源自细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)或CD8⁺ T-GZMK细胞。

CXCL12-CXCR4轴介导的细胞互作
CellChat分析发现CAFs通过CXCL12-CXCR4趋化轴招募T细胞。实验验证显示IFN-γ刺激可使成纤维细胞CXCL12分泌量增加3倍（P<0.01），而MIBC患者外周血CD8⁺ T细胞中CXCR4⁺比例较健康对照显著升高（69.7% vs 42.3%, P<0.05）。Transwell实验证实CXCL12可促进Jurkat T细胞迁移（迁移率提高58%, P<0.001），但不影响其凋亡或周期。

临床预后价值
基于TCGA数据的生存分析发现，包含CXCL12、POSTN等11个CAF特征基因的预测模型与MIBC患者不良预后显著相关（HR>1, P<0.05），其中F-POSTN亚群与晚期疾病分期正相关。

这项研究首次阐明MIBC中Tex细胞通过IFN-γ激活CAFs，后者又通过CXCL12-CXCR4轴招募更多T细胞的双向放大环路。该发现不仅为理解免疫抑制性TME形成提供新视角，更提示靶向CXCL12/IFN-γ信号可打破恶性循环，为联合免疫治疗提供新靶点。研究者建立的CAF特征基因谱系更具预后预测价值，为MIBC精准分型奠定基础。未来需通过空间多组学技术进一步解析细胞互作的时空特征，推动转化应用。