空间解析揭示乳腺癌恶性腔面亚型ML4通过LGALS9-CD44信号驱动肿瘤边界成纤维细胞激活与双向串扰

《Scientific Reports》：Multiregional single cell profiling reveals LGALS9 and CD44 mediated niche remodeling crosstalk in metastatic breast cancer

摘要

乳腺导管内癌向浸润性乳腺癌（BC）的转化是由肿瘤微环境（TME）内的复杂相互作用驱动的。肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）作为基质中的关键成分，对细胞外基质重塑、免疫调节和转移扩散具有重要影响。然而，恶性上皮亚群通过空间解析的细胞机制重编程成纤维细胞以促进转移的机制尚不完全清楚。我们对代表肿瘤核心、肿瘤边界和邻近正常组织的乳腺癌样本进行了多区域单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）和空间转录组学分析。通过大规模染色体拷贝数变异（CNV）分析鉴定出恶性乳腺腔面（ML）亚型。将成纤维细胞亚聚类、拟时间轨迹重建和细胞 - 细胞通讯分析（Cell Chat）与使用原代成纤维细胞和乳腺癌细胞系的体外功能实验相结合，以阐明关键的信号相互作用。鉴定出五个 ML 聚类，其中在肿瘤边界富集的 ML4 显示了与核糖体激活、缺氧和过度炎症相关的转录程序，并且在 TCGA-BC 中与高复发和转移相关。成纤维细胞被分为三种空间上不同的亚型：肌成纤维细胞（myoFIB）、炎症成纤维细胞（iFIB）和 APOD?PTGDS?成纤维细胞，其中 iFIB 主要位于肿瘤边界。细胞 - 细胞相互作用分析揭示，在边界区域与信号相关的 LGALS9（肿瘤）–CD44（成纤维细胞）通路呈过度激活状态。功能验证证实，表达 LGALS9 的 BC 细胞促进原代成纤维细胞的迁移和激活，而已激活的成纤维细胞增强 BC 细胞的上皮 - 间质转化和迁移，这可能涉及 Smad2/3 信号通路。我们鉴定了一种空间受限的恶性腔面亚型 ML4，它通过 LGALS9–CD44 信号与成纤维细胞激活相关，表明肿瘤微环境中乳腺癌细胞和成纤维细胞之间存在双向串扰。这种生态位重塑具有预后意义，并可能促进转移进展，代表了一个需要在侵袭性乳腺癌中进一步验证的潜在可靶向通路。