《iScience》：SLC39A10 drives M2 macrophage polarization and gastric cancer progression through the MAPK14(p38α) pathway
编辑推荐：
本研究针对胃癌免疫抑制微环境形成机制，通过单细胞测序和功能实验发现锌转运蛋白SLC39A10通过激活MAPK14(p38α)信号通路驱动肿瘤相关巨噬细胞向M2表型极化，进而促进胃癌进展。该研究揭示了SLC39A10-MAPK14-M2巨噬细胞调控轴在肿瘤微环境重塑中的关键作用，为胃癌治疗提供了新的靶向策略。
胃癌作为全球死亡率排名第四的恶性肿瘤，其治疗面临巨大挑战。由于早期症状不明显，多数患者确诊时已处于晚期，五年生存率仅为6%。这种不良预后与肿瘤的侵袭性、分子异质性和对传统治疗的耐药性密切相关。肿瘤微环境（TME）在胃癌进展中扮演关键角色，其中肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）通过极化为不同的功能表型，显著影响肿瘤发展。M1型巨噬细胞抑制肿瘤生长，而M2型巨噬细胞则通过分泌IL-10和TGF-β等因子促进免疫抑制、组织重塑和血管生成，加速肿瘤进展。
锌转运蛋白SLC39A10（又称ZIP10）在维持细胞锌稳态中起重要作用，近年研究发现其在多种癌症中异常表达并促进肿瘤发展。然而，SLC39A10在胃癌中如何调控肿瘤微环境，特别是影响巨噬细胞极化的具体机制尚不清楚。MAPK14（p38α）作为应激激活激酶，已知在巨噬细胞中驱动M2极化，但其在SLC39A10介导的胃癌进展中的作用未被阐明。
针对这一科学问题，上海交通大学医学院附属第九人民医院的研究团队在《iScience》上发表了最新研究成果。研究人员通过整合单细胞RNA测序、体外功能实验和动物模型，系统阐述了SLC39A10通过MAPK14信号通路驱动M2巨噬细胞极化促进胃癌进展的分子机制。
研究采用的主要技术方法包括：单细胞RNA测序分析（GSE183904数据集）、伪时间轨迹分析、基因富集分析、体外共培养系统、蛋白质印迹、酶联免疫吸附试验、免疫组织化学、小鼠异种移植模型等。临床数据来源于癌症基因组图谱（TCGA）数据库，包含410例胃癌样本和36例正常胃组织。
SLC39A10在肿瘤相关巨噬细胞中优先表达并在胃癌微环境中上调
研究人员首先分析了GSE183904单细胞RNA测序数据集，包含16例正常胃组织和26例胃癌组织的75546个细胞。鉴定出10个主要细胞群：T细胞、浆细胞、肿瘤细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞、NK细胞、B细胞、肥大细胞和周细胞。与正常组织相比，胃癌组织中肿瘤细胞、巨噬细胞和成纤维细胞比例显著增加。SLC39A10在多种细胞类型中广泛表达，但在巨噬细胞和内皮细胞中表达最高，且在胃癌来源的细胞中普遍上调，尤其在巨噬细胞中上调最显著。
SLC39A10在胃癌向M2肿瘤相关巨噬细胞分化过程中动态上调
对巨噬细胞群体进行重新聚类，识别出4个转录不同的亚群：炎症性TAMs（Inflam-TAMs，表达IL1B、NLRP3）、血管生成性TAMs（Angio-TAMs，表达VEGFA、MMP9）、增殖性TAMs（Prolif-TAMs，表达MKI67、TOP2A）和调节性TAMs（Reg-TAMs）。胃癌来源的巨噬细胞主要由Angio-TAMs和Prolif-TAMs组成，而Inflam-TAMs在正常组织中相对富集。伪时间轨迹分析显示，SLC39A10表达在晚期Angio-TAMs中逐渐增加并达到峰值，表明其上调与巨噬细胞向促肿瘤、促血管生成表型转变相关。
SLC39A10表达与p38丝裂原活化蛋白激酶通路激活和免疫抑制重塑相关
差异基因表达分析显示，p38 MAPK信号通路成员在肿瘤相关TAMs中显著上调。SLC39A10与MAPK13（r=0.46）和MAPK14（r=0.59）呈强正相关。生存分析显示，p38 MAPK高激活状态与较差预后显著相关，SLC39A10和MAPK14共高表达患者总生存期最短。多变量Cox分析确认SLC39A10和MAPK14共高表达是独立预后因素。ESTIMATE算法分析表明，SLC39A10高表达与较低的免疫评分相关，提示免疫抑制微环境。
SLC39A10和丝裂原活化蛋白激酶14促进胃癌细胞体内外增殖、迁移和侵袭
功能实验显示，敲低或抑制SLC39A10/MAPK14显著损害细胞迁移和侵袭能力，而过表达则增强这些能力。共培养实验中，oeSLC39A10胃癌细胞与M2巨噬细胞共培养时迁移和侵袭能力显著增强。集落形成和细胞增殖实验表明，SB203580（p38 MAPK抑制剂）和siSLC39A10有效抑制细胞生长。
SLC39A10通过丝裂原活化蛋白激酶14通路促进M2巨噬细胞极化
Western blot分析显示，与oeSLC39A10胃癌细胞共培养的巨噬细胞M2标志物（IL-10、ARG1和CD206）表达显著升高。ELISA检测发现oeSLC39A10选择性促进抗炎细胞因子IL-10和TGF-β分泌，而不影响IL-12。MAPK14抑制剂SB203580完全废除oeSLC39A10诱导的M2极化增强，而强制表达MAPK14可恢复SLC39A10敲低细胞的M2极化诱导能力。动物实验证实，MAPK14过表达可逆转SLC39A10敲低的肿瘤抑制效应，而SB203580处理可减弱oeSLC39A10的促瘤作用。
SLC39A10增强丝裂原活化蛋白激酶14下游效应物的磷酸化
oeSLC39A10显著上调p-p38、P-ATF2和P-MK2的表达，而锌螯合剂TPEN可逆转这种激活模式，表明SLC39A10通过调节多个下游组分的磷酸化状态激活MAPK信号通路。
SLC39A10表达在人类胃癌标本中富集于M2巨噬细胞浸润区域
免疫组织化学分析显示，与正常胃黏膜相比，SLC39A10在胃癌组织中显著上调，且高表达区域与CD206+ M2巨噬细胞密集浸润相关，而与iNOS+ M1巨噬细胞浸润无关。
SLC39A10表达水平预测靶向药物的治疗反应
药物敏感性分析显示，SLC39A10高表达与对elsclomol的敏感性呈正相关，表明SLC39A10表达状态可作为预测靶向治疗反应的生物标志物。
本研究首次揭示了SLC39A10-MAPK14-M2巨噬细胞轴在胃癌进展中的关键作用。SLC39A10通过激活MAPK14信号通路，驱动巨噬细胞向M2表型极化，进而建立免疫抑制微环境，促进肿瘤增殖和血管生成。这一发现不仅深化了对锌代谢在肿瘤免疫调控中作用的理解，还为胃癌治疗提供了新的靶点。SLC39A10和MAPK14共表达作为独立预后指标，具有临床转化价值。针对这一信号轴的干预策略，特别是开发SLC39A10抑制剂，可能为改善胃癌患者预后提供新途径。
研究的局限性主要在于实验模型的转化相关性。异种移植小鼠模型未能完全复制人类胃癌的复杂微环境，且使用已建立的癌细胞系而非患者来源类器官可能无法反映人类胃癌的完整异质性。未来研究应采用更生理相关的人源化小鼠模型和患者来源类器官，以促进有效胃癌免疫疗法的发展。
