单细胞与空间转录组解析炎性乳腺癌免疫抑制微环境:CXCL13+ T细胞缺失与天然产物治疗新策略

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Advanced Research 11.4

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  推荐:针对炎性乳腺癌(IBC)免疫微环境特征不明的问题,浙江大学团队通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)和空间转录组技术,发现IBC中CXCL13+ CD4+ T细胞显著减少导致免疫抑制,证实CXCL13过表达可增强抗PD-1疗效,并筛选出天然产物血根碱和α-芒果苷具有免疫调节潜力,为IBC精准治疗提供新靶点。

  

炎性乳腺癌(IBC)被称为"乳腺癌中的急诊",这种罕见却致命的亚型占乳腺癌病例的2-4%,却贡献了7-10%的死亡率。与普通乳腺癌不同,IBC表现为乳房突发红肿但无明确肿块,常被误诊为乳腺炎。尽管采用手术、放疗和化疗等综合治疗,患者5年生存率仍不足40%。更棘手的是,IBC缺乏独特的基因组特征,靶向治疗开发举步维艰。既往研究表明,IBC可能存在特殊的免疫微环境特征,但受限于传统测序技术,其细胞异质性和免疫逃逸机制始终未能阐明。

为破解这一难题,浙江大学附属第一医院联合多家机构的研究团队在《Journal of Advanced Research》发表重要成果。研究人员采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析3例IBC、13例非IBC和2例正常乳腺组织,结合NanoString GeoMx空间转录组、流式细胞术和动物模型等多项技术,首次绘制了IBC的单细胞图谱。通过自然产物库筛选910种化合物,发现两种潜在治疗药物。

关键技术包括:1) 从浙江中医药大学附属医院获取18例临床样本建立单细胞文库;2) 10× Genomics平台进行scRNA-seq;3) CellChat分析细胞互作网络;4) 纳米串空间转录组技术检测CD45+
细胞浸润;5) 4T1-luc小鼠模型评估CXCL13联合抗PD-1疗效;6) CCK-8法筛选天然产物。

研究结果揭示:

单细胞转录组图谱揭示IBC免疫特征
通过170,865个细胞的测序数据,发现IBC肿瘤组织中T细胞比例显著降低,特别是CXCL13+
CD4+
T细胞。这类细胞高表达免疫调节基因,其缺失与患者不良预后显著相关。

CXCL13下调驱动免疫抑制
CXCL13在IBC T细胞中表达量仅为非IBC的1/3,且与干扰素响应基因(如IFNG、GZMB)表达正相关。TCGA数据分析显示,CXCL13低表达患者总生存期缩短40%。

空间分析证实"冷肿瘤"特征
CD45免疫荧光显示IBC组织中免疫细胞浸润减少50%,CellChat分析发现CXCL13-CXCR3轴信号强度降低60%,导致T细胞间通讯障碍。

肿瘤细胞免疫逃逸机制
IBC肿瘤细胞中HLA-A和FLNA表达下调,干扰素信号通路活性减弱。CNV分析发现IBC特有肿瘤亚群(tumor1)具有最高基因组不稳定性。

CXCL13增强免疫治疗
过表达CXCL13的4T1细胞与T细胞共培养时,凋亡率提高3倍,分泌的TNF-α增加2.5倍。动物实验中,CXCL13使抗PD-1疗效提升60%且无额外毒性。

天然产物筛选发现
血根碱和α-芒果苷可上调IBC细胞中HLA-A和CXCL13表达,其中α-芒果苷在巨噬细胞存在时抗癌效果增强4倍。

这项研究首次系统描绘了IBC的单细胞特征,阐明CXCL13+
T细胞缺失是导致免疫抑制的关键因素。创新性地发现:1) CXCL13-CXCR3轴是IBC免疫治疗的新靶点;2) 天然产物可通过重塑免疫微环境增强疗效;3) 建立了IBC特异性肿瘤亚群分类标准。这些发现不仅为理解IBC的侵袭性提供了单细胞水平的解释,更为开发联合免疫治疗策略奠定了理论基础。特别是发现传统中药成分血根碱的免疫调节作用,为中西医结合治疗提供了新思路。未来需要扩大样本验证CXCL13的预测价值,并深入探索天然产物的作用机制。

该研究的临床转化潜力显著:通过检测CXCL13表达可预测免疫治疗响应,而CXCL13联合PD-1抑制剂或天然产物的治疗方案,有望突破当前IBC的治疗瓶颈。这为改善这种"最凶险乳腺癌"的预后带来了希望之光。

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