单细胞转录组联合临床特征解析牙源性角化囊肿恶性转化的分子机制与神经侵袭特性

本研究针对牙源性角化囊肿(OKC)恶性转化机制不明的难题，通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析3例癌变样本(COKC)，发现Basal-C0-EXT1和Basal-C3-HIST1H3B两个特异性上皮亚群，揭示其通过E2F通路驱动干细胞特性增强和神经侵袭表型，同时发现MAST4介导的低淋巴结转移特性，为临床诊疗提供新靶点。

　　

在口腔颌面外科领域，牙源性角化囊肿(Odontogenic keratocyst, OKC)因其侵袭性生长特性备受关注。这种约占所有牙源性囊肿10%的病变，虽然恶变为癌性牙源性角化囊肿(Cancerous odontogenic keratocyst, COKC)的概率仅0.55%，但一旦发生则预后极差。更棘手的是，临床医生面临三大困境：缺乏预测恶变的分子标志物、对神经侵袭特性认识不足、对为何罕见淋巴结转移的机制不明。这些知识空白严重制约着临床决策的精准性，使得这个本已罕见的疾病更添诊治难度。

为破解这些难题，四川大学华西口腔医院的研究团队开展了一项创新性研究。他们采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术，对3例COKC临床样本进行高精度解析，并整合公共数据库中的OKC数据，构建了包含22,509个细胞的转录图谱。相关成果发表在《Computational and Structural Biotechnology Journal》，首次系统揭示了COKC的分子特征和临床特殊性。

研究采用的核心技术包括：单细胞转录组测序(10x Genomics平台)、Harmony算法批次校正、CytoTRACE干细胞特性分析、inferCNV拷贝数变异检测、CellChat细胞互作网络分析，以及76例口腔鳞癌组织芯片验证。临床数据来源于该院2014-2024年间13例COKC和277例OKC患者的回顾性队列。

3.1 COKC微环境的单细胞图谱
通过UMAP降维分析，研究团队成功鉴定出10种主要细胞类型。与OKC相比，COKC表现出显著的细胞组成差异：上皮细胞中KRT14⁺基底细胞占比最高，且特异性存在Basal-C0-EXT1和Basal-C3-HIST1H3B两个亚群。细胞互作分析发现，18条信号通路(如MIF、VISFATIN)在COKC中异常活跃，其中成纤维细胞-基底细胞的相互作用尤为突出。

3.2 肿瘤细胞的转录异质性
上皮细胞重聚类揭示COKC特有的恶性演化轨迹：C0亚群(高表达EXT1)显示最强侵袭性，C3亚群(高表达HIST1H3B)具有最高干细胞特性(CytoTRACE评分0.82)。代谢分析显示C1亚群呈现独特的脂肪酸代谢亢进，而C2亚群(SBSN⁺)可能是角质形成细胞前体。

3.3 拷贝数变异与转录调控
CNV分析显示COKC上皮细胞存在Chr3p增益等共同变异。转录因子网络揭示E2F7在C3亚群特异性激活，驱动细胞周期相关基因表达。生存分析证实，C3特征基因与头颈鳞癌(TCGA-HNSC)患者不良预后显著相关。

3.5 成纤维细胞表型转换
4,205个成纤维细胞被分为三型：炎症相关成纤维细胞(IFBs-ID2)、肌成纤维细胞1型(MFBs-1-APOD)和2型(MFBs-2-MALAT1)。COKC中发生明显的IFB向MFB转化，伴随S100A蛋白家族上调和ETS1/2转录因子激活。蛋白互作网络显示MFBs-2通过MAPK/PI3K通路促进肿瘤侵袭。

3.7 显著神经侵袭特性
临床数据分析发现84.6%的COKC患者出现病灶区疼痛，显著高于OKC组(P<0.001)。影像学和免疫组化证实肿瘤沿神经通道侵袭。单细胞数据揭示NRG1-ERBB4是介导肿瘤-神经交互的关键配体-受体对，其中C0亚群NRG1表达量最高。

3.8 低淋巴结转移潜能
整合6例OSCC单细胞数据比较发现，COKC具有三大特征：更活跃的T细胞浸润、EMT活性降低(Vimentin下调)、VEGFC表达减少。特别发现微管相关丝氨酸/苏氨酸激酶4(MAST4)在COKC中高表达，其与OSCC患者较低N分期相关(IHC验证P<0.05)。

这项研究首次从单细胞层面解析了OKC恶性转化的分子图谱，具有三重重要意义：首先，鉴定出Basal-C0-EXT1和Basal-C3-HIST1H3B作为潜在诊断标志物，特别是C3亚群通过E2F通路维持干细胞特性的发现，为靶向治疗提供新思路；其次，临床-分子联合分析确立了疼痛作为恶变预警信号的价值，并阐明NRG1-ERBB4轴介导的神经侵袭机制，指导手术中神经处理的精准决策；最后，发现MAST4可能通过抑制EMT和淋巴管生成导致低转移特性，挑战了传统颈清术式的必要性。

研究也存在三方面局限：样本量受疾病罕见性限制、缺乏功能验证模型、回顾性临床数据的潜在偏倚。未来需要建立类器官模型深入验证MAST4机制，并通过多中心研究完善临床诊疗规范。这些发现不仅为COKC精准诊疗奠定基础，也为理解其他囊性病变恶变提供了范式。