单细胞转录组学重新定义局灶性神经内分泌分化作为独特的前列腺癌病理亚型

本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析9种患者来源异种移植(PDX)模型的18632个肿瘤细胞，揭示前列腺癌中局灶性神经内分泌分化(Focal NED)具有独特的KRAS/IL2-STAT5/TNF信号通路特征，与经典小细胞/大细胞神经内分泌癌(NEPC)的Myc/E2F通路特征显著不同。研究证实Focal NED保留雄激素受体(AR)信号且克隆起源与腺癌更接近，为神经内分泌前列腺癌的分子分型和精准治疗提供新见解。

　　

前列腺癌中的神经内分泌分化呈现出复杂的病理谱系，其中局灶性神经内分泌分化(Focal NED)的生物学特征长期存在争议。最新研究通过单细胞转录组技术揭示了这一特殊亚型的分子本质。

研究方法与模型建立

研究团队建立了9种涵盖5种神经内分泌病理亚型的前列腺癌患者来源异种移植(PDX)模型，包括小细胞癌、大细胞癌、Focal NED、低级别神经内分泌癌和双表型癌。这些模型来源于根治性前列腺切除术或转移灶活检组织，部分在去势(castrated, Cx)条件下培养以模拟临床雄激素剥夺治疗(ADT)环境。通过10X Genomics单细胞3′RNA测序技术，共获得18632个高质量肿瘤细胞的转录组数据。

神经内分泌病理的分子特征

单细胞分析揭示了显著的病理亚型特异性表达模式。Focal NED和双表型肿瘤表现出独特的KRAS、IL2-STAT5和TNF信号通路激活，而小细胞和大细胞癌则富集Myc和E2F通路。值得注意的是，Focal NED细胞同时表达神经内分泌标志物(CHGA、SYP)和AR信号通路基因(AR、KLK3、NKX3.1)，这种共表达模式在PDX272R模型中达到24.5-60%的细胞比例。

克隆进化分析

通过单细胞拷贝数变异分析发现，混合型小细胞癌PDX224R中的神经内分泌与腺癌细胞存在明显的克隆分歧，涉及7q、8q、9p和21q染色体臂的差异。而Focal NED模型PDX272R和PDX470B则显示单一的克隆起源，提示Focal NED可能是腺癌向神经内分泌表型转化的中间状态。

关键信号通路差异

转录因子调控网络分析显示，小细胞/大细胞癌中E2F1、EZH2、HDAC2等增殖相关转录因子活性升高，而Focal NED则表现出ASCL1、SOX2、FOXA2等神经内分泌分化因子的特异性激活。特别值得注意的是，STAT1和IRF1介导的炎症信号在Focal NED中显著活跃，这可能是驱动谱系可塑性的关键因素。

临床意义与展望

研究发现Focal NED保留了PSMA(FOLH1)表达，这为靶向治疗提供了可能。与完全去势抵抗的小细胞癌不同，Focal NED可能仍对AR靶向治疗保持敏感性。研究还提示KRAS和EGFR信号通路抑制剂可能对Focal NED有效，而Wnt通路抑制剂可能更适合治疗小细胞/大细胞亚型。

这项研究首次在单细胞分辨率上系统描绘了前列腺癌神经内分泌分化的分子图谱，确立了Focal NED作为独立病理亚型的地位，为临床诊断和治疗策略的优化提供了重要依据。未来需要进一步探索不同神经内分泌亚型的转化关系及其对治疗反应的差异。