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胰腺癌神经侵袭的细胞亚型解析:单细胞与空间转录组学揭示TGFBI+雪旺细胞的关键作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月18日 来源:Cancer Cell 48.8
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本研究针对胰腺导管腺癌(PDAC)高发神经侵袭(NI)的临床难题,通过整合单细胞/核RNA测序(sc/snRNA-seq)与空间转录组学(ST)技术,系统解析了62例PDAC样本的微环境异质性。研究人员发现低NI组织富含三级淋巴结构(TLS),而高NI组织中NLRP3+肿瘤相关巨噬细胞(TAM)和肌成纤维细胞(myCAF)包围侵袭神经,并首次鉴定出促进NI的TGFBI+雪旺细胞亚群。该成果发表于《Cancer Cell》,为靶向神经微环境的治疗策略提供了新靶点。
胰腺癌被称为"癌中之王",其五年生存率不足10%,而神经侵袭(NI)作为独立预后因素,在80-100%的胰腺导管腺癌(PDAC)病例中出现。尽管既往研究揭示了癌细胞与神经的互作机制,但肿瘤相关神经的微环境组成及其在NI中的作用始终是未解之谜。传统技术难以捕捉神经微环境的时空异质性,而PDAC中雪旺细胞的异质性及其功能更是一片空白。
深圳湾实验室肿瘤研究所的研究团队在《Cancer Cell》发表突破性研究,通过整合sc/snRNA-seq和ST技术,绘制了25例PDAC患者的62个样本单细胞图谱。研究发现低NI组织富含三级淋巴结构(TLS),与未侵袭神经共定位;而高NI组织中,NLRP3+巨噬细胞和α-SMA+成纤维细胞(myCAF)形成促炎微环境包围侵袭神经。空间分析首次鉴定出NRP2+神经内膜成纤维细胞和TGFBI+雪旺细胞亚群,后者通过TGF-β信号激活促进癌细胞迁移。研究还发现基底样和GABRP+恶性亚型具有更强的NI潜能,为临床干预提供了新靶点。
关键技术包括:1)25例PDAC患者的62个样本单细胞/核转录组测序;2)10x Visium空间转录组解析神经微环境;3)多重免疫组化(mIHC)验证关键发现;4)体外共培养实验证实TGFBI+雪旺细胞的促迁移功能。
主要结果
恶性亚型展现差异化侵袭潜能
通过CNV分析区分恶性与非恶性导管细胞,鉴定出9个恶性亚群。基底样(D09_Ductal-CEACAM6)和神经反应性(D04_Ductal-GABRP)亚型在侵袭神经前沿富集,前者高表达EMT相关基因,后者特异性表达γ-氨基丁酸受体π亚基(GABRP)。空间分析显示神经内分泌样D02_Ductal-APOA2亚型与低NI相关,其脂代谢特征可能抑制侵袭。
神经侵袭状态的微环境差异
Ro/e分析揭示低NI组织富含生发中心B细胞(B03_GCB-RGS13)和效应记忆T细胞(T14_CD8_Temra-CX3CR1),这些细胞在TLS中克隆扩增。高NI组织则富集NLRP3+巨噬细胞(M07_Macro-NLRP3)和调节性T细胞(T06_CD4_Treg-FOXP3),形成免疫抑制微环境。COMMOT分析显示非侵袭神经周围存在CXCL12-CXCR4介导的淋巴细胞招募信号。
神经内微环境的细胞组成
空间分解发现神经内主要存在三种细胞:1)NRP2+成纤维细胞(F07_Fibro-NRP2),特异性表达轴突导向基因;2)LYVE1+组织驻留巨噬细胞(M08_Macro-LYVE1)在非侵袭神经中占优;3)SPP1+修复型巨噬细胞(M10_Macro-SPP1)在侵袭神经中增加。RNA速率分析表明后者可能由前者转化而来。
雪旺细胞亚群的功能解析
鉴定出三种雪旺细胞亚型:髓鞘形成型(S01_Schwann-ABCA8)、TGFBI+转化型(S02_Schwann-TGFBI)和修复型(S03_Schwann-SERPINA3)。mIHC证实TGFBI+亚群位于侵袭前沿,其形成受TGF-β1调控——该信号主要来自周围NLRP3+巨噬细胞和myCAF。体外实验显示TGF-β1处理的雪旺细胞可增强PANC-1细胞迁移,该效应可被TGF-βRI抑制剂阻断。
结论与展望
该研究首次绘制了PDAC神经微环境的单细胞时空图谱,揭示TLS与神经的共存结构(NTS)可能具有免疫保护作用,而TGFBI+雪旺细胞通过重塑ECM促进NI。发现的NRP
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