论文解读

癌症转移是患者死亡的主要原因，而这一致命过程的关键步骤是肿瘤细胞突破组织边界的能力。上皮-间质转化（EMT）长期以来被认为是癌细胞获得迁移侵袭特性的核心机制。然而近年研究发现，大多数转移性肿瘤细胞并非完全失去上皮特性，而是呈现一种“混合态”——部分EMT（pEMT）。这种状态下，细胞同时保留上皮标志物并获得间质特征，具有更强的转移定植能力。尤其值得注意的是，pEMT与肿瘤细胞“集体侵袭”行为密切相关，后者是临床标本中最常见的侵袭模式。但一个悬而未决的关键科学问题是：在缺乏经典EMT转录因子（如Snail、Zeb1）的情况下，驱动pEMT和集体侵袭的分子机制是什么？

来自德国弗莱堡大学等机构的研究团队Yu-Hsiang Teng、Andreas Hecht等通过构建携带肠癌驱动突变（Apc/Kras/Trp53，简称TKA）的小肠类器官模型，发现TGF-β1可诱导类器官形成pEMT状态并发生集体侵袭。单细胞转录组分析揭示了从增殖性上皮细胞到侵袭前沿“领头细胞”的连续状态转变，其中转录因子Sox11被鉴定为关键调控节点。该研究不仅阐明了非经典EMT通路在肠癌转移中的作用机制，还意外发现Sox11具有“双重人格”——既是TGF-β诱导的促侵袭因子，又是维持肠道稳态的潜在抑癌因子。相关成果发表于《Oncogenesis》。

研究主要采用以下技术方法：1）基因编辑（CRISPR/Cas9）构建Sox11敲除和FKBP12F^F36V-HA标签敲入类器官；2）单细胞RNA测序（scRNA-seq）解析细胞异质性；3）Transwell侵袭实验定量评估集体侵袭能力；4）免疫荧光染色定位蛋白表达；5）TCGA数据库分析临床相关性。

研究结果

TGF-β1诱导的连续状态转变
通过scRNA-seq分析TGF-β1处理的TKA类器官，发现细胞经历从增殖性上皮（cluster 3）到pEMT^high（cluster 2）的连续转变。值得注意的是，pEMT^high细胞高表达间质标志物（如Fn1）却保留上皮基因（如Cdh1），符合非经典EMT特征。RNA速率分析和PAGA轨迹预测显示，这一过程伴随TGF-β信号通路活性的梯度升高。

领头细胞特征与pEMT的耦合
通过32个“领头细胞”标志基因构建评分系统，发现其表达强度与pEMT程度正相关。侵袭前沿的pEMT^high细胞同时具备纤维连接蛋白（Fn1）分泌和前沿定位特征，在空间上验证了转录组预测。

Sox11的核心调控作用
在TGF-β1上调的转录因子中，Sox11表达增幅最大且特异性富集于pEMT^high细胞。SCENIC分析显示其调控网络活性在cluster 2最强。通过CRISPR介导的FKBP12F^F36V-HA标签敲入，证实Sox11蛋白定位于侵袭前沿的3-4层细胞核内。功能实验表明，Sox11敲除显著抑制类器官扁平化、集体侵袭及EMT标志物表达，但过表达不足以诱发pEMT，说明其必要性而非充分性。

基因调控的双重性
RNA-seq揭示Sox11不仅调控TGF-β1诱导的侵袭相关基因（如Prrx2），还参与基础状态下肠道功能基因（如Slc5a1）和抑癌因子（如Gata4/5）的表达。这种“上下文依赖性”提示Sox11可能因微环境信号切换调控模式。

临床相关性验证
TCGA数据分析显示，SOX11高表达与CRC晚期分期、CMS4亚型（间质型）及不良预后显著相关。其表达与TGF-β通路基因（如SMAD3）和间质标志物（如FN1）呈正相关，支持小鼠模型的临床转化价值。

结论与意义
该研究首次在类器官模型中系统描绘了TGF-β1诱导的pEMT动态图谱，确立Sox11为连接TGF-β信号与集体侵袭的关键分子开关。其创新性体现在：1）揭示非经典EMT通路不依赖Snail/Zeb1；2）发现pEMT^high与领头细胞的转录耦合；3）阐明Sox11在肠道稳态和癌变中的“双面性”。临床数据提示SOX11可作为CRC预后标志物和潜在治疗靶点，但其复杂的功能网络也警示靶向干预需考虑时空特异性。未来研究可进一步探索Sox11与其它SoxC成员（如Sox4）的功能冗余，以及微环境信号如何重编程其转录调控选择。