单细胞测序揭示气管鳞状细胞癌(TSCC)肿瘤微环境特征及化疗响应的分子机制

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Frontiers in Oncology 3.3

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  这篇研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析了5例恶性与2例非恶性气管鳞状细胞癌(TSCC)样本的70,682个细胞,首次构建了TSCC的单细胞图谱。研究揭示了化疗对T细胞状态转换的关键转录调控因子,鉴定了恶性与非恶性组间差异表达的基因(DEGs)和特异性细胞间通讯网络,为TSCC的靶向治疗提供了新分子基础。

  

引言

气管鳞状细胞癌(TSCC)作为非小细胞肺癌(NSCLC)的重要亚型,其肿瘤微环境(TME)的异质性与治疗抵抗密切相关。本研究通过单细胞RNA测序技术,解析了恶性与非恶性TSCC样本的细胞组成差异,重点关注了免疫细胞动态变化与化疗响应的分子机制。

材料与方法

研究纳入7例患者样本(5例恶性TSCC,2例良性肉芽肿),采用10x Genomics平台进行单细胞转录组测序。通过Seurat和Harmony包进行数据整合与批次校正,利用Monocle2拟时序分析追踪T细胞分化轨迹,CellChat解析细胞间通讯网络,SCENIC鉴定转录调控因子(TFs)活性。

结果

细胞组成与T细胞异质性

恶性组中性粒细胞比例显著升高(29.25% vs 11.07%),提示其参与肿瘤免疫逃逸。CD4+ Tconv与Tregs的拟时序分析显示,细胞状态沿良性向恶性样本过渡,伴随IKZF1和RUNX1等转录因子活性变化。NK细胞中PD-1/IL-17通路相关基因富集,凸显其抗肿瘤潜能。

成纤维细胞与中性粒细胞的分子特征

恶性组CXCL14+癌相关成纤维细胞(CAFs)比例增加,其TGF-β和p53通路激活促进上皮-间质转化(EMT)。差异基因分析发现,恶性组上调基因富集于WNT、Hippo等促癌通路,而非恶性组高表达IL-17/TNF等免疫相关基因。中性粒细胞在两组中均显示保守的炎症应答特征,但恶性组NF-κB通路活性增强。

上皮细胞恶性转化的驱动因素

TP63和TP53在恶性上皮细胞中特异性高表达,调控细胞周期与氧化应激通路;ETS2则在良性组中主导生长因子响应。生存分析证实TP63高表达与患者预后显著相关。

恶性特异性细胞互作网络

恶性组中CAFs通过HGF-MET、WNT5B-FZD等134对配体-受体互作促进肿瘤侵袭。其中HGF高表达与患者总生存期延长相关,而MDK低表达预示更好预后。

讨论

研究首次绘制了TSCC的单细胞分子图谱,揭示了化疗诱导的T细胞重编程及CAFs-上皮细胞互作的关键作用。局限性包括样本量不平衡和化疗方案异质性,未来需结合多组学数据验证HGF/WNT等通路靶点的临床价值。

(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献支持结论)

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