肿瘤细胞来源的SPP1通过CD44/PI3K/AKT/Twist信号轴将成纤维细胞重编程为癌相关成纤维细胞，从而促进口腔鳞状细胞癌中的免疫屏障形成

《European Journal of Pharmacology》：Tumor cell-derived SPP1 reprograms fibroblasts into CAFs via CD44/PI3K/AKT/Twist signaling axis to promote immune barrier formation in oral squamous cell carcinoma

　　**摘要**恶性肿瘤的持续进展和治疗耐药仍是临床管理中的巨大挑战。造成这些临床难题的关键机制之一是在肿瘤边缘形成肿瘤免疫屏障，该屏障在物理和功能上阻碍了免疫细胞进入肿瘤核心区。这一屏障主要由肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）构建，然而引导驻留的正常成纤维细胞（NFs）重编程为这些CAFs的精确机制尚未得到充分阐明。在本研究中，我们利用空间转录组学证实了口腔鳞状细胞癌（OSCC）肿瘤边缘存在富集CAFs的免疫屏障。通过整合单细胞测序数据分析与功能实验，我们鉴定出由OSCC细胞分泌的骨桥蛋白（SPP1）是成纤维细胞重编程的主要旁分泌启动因子。机制上，SPP1与NFs上的CD44受体结合，激活PI3K/AKT/Twist信号轴，从而驱动NFs向以胶原产生增强和侵袭能力增加为特征的CAFs转变。值得注意的是，我们证明存在一个自我强化的正反馈环路：Twist的激活上调CD44的表达，从而增强成纤维细胞对SPP1的敏感性，并进一步维持CAF表型。对SPP1/CD44/PI3K/Twist信号轴中任一节点的药物或遗传学抑制均可有效减弱NF向CAF的转变并降低胶原产生。我们的研究揭示了一条OSCC基质重塑背后的关键分子环路，其中断有望阻止CAF驱动的免疫屏障形成并克服OSCC的治疗耐药。**引言**口腔鳞状细胞癌（OSCC）是最常见的头颈部恶性肿瘤类型，2022年全球新发病例超过38.9万例[1]。由于OSCC对传统放疗、化疗、靶向治疗和免疫治疗的反应率不佳，目前OSCC的主要治疗方式仍然是根治性切除手术。然而，根治性切除往往导致口腔颌面部畸形，并伴有咀嚼、吞咽和言语功能受损，严重影响OSCC患者的生活质量，且其5年生存率仍然较低2, 3。因此，阐明治疗耐药背后的关键机制并开发相应的干预手段，有望显著提高OSCC各种治疗策略的疗效。肿瘤免疫屏障的形成是导致肿瘤进展和治疗耐药的重要机制。该屏障由在肿瘤侵袭前沿积累的致密富含胶原的细胞外基质（ECM）在物理上构成，主要由肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）构建，尤其是位于肿瘤-基质界面的特定CAF亚群4, 5。与静息态的正常成纤维细胞（NFs）不同，CAFs表现出活化的、类似肌成纤维细胞的表型，表达α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和成纤维细胞激活蛋白（FAP）[6]。这些活化的成纤维细胞合成过量的纤维状胶原，构成了肿瘤免疫屏障的物理结构5, 7。在功能上，该屏障有效限制了免疫细胞向肿瘤核心区的浸润，并保护恶性细胞免受其攻击。相应地，通过靶向CAFs来打破这一屏障，可以阻碍肿瘤进展并提高治疗效果8, 9, 10。尽管CAFs具有复杂且异质的细胞来源，但驻留成纤维细胞的重编程已被广泛认为是CAF的主要来源[11]。然而，在OSCC复杂的肿瘤微环境（TME）中，启动这一转分化的信号的确切来源和内容仍是激烈的研究课题。在本研究中，我们首先基于空间转录组图谱鉴定了OSCC侵袭前沿存在肿瘤免疫屏障，并通过分析单细胞数据锁定肿瘤细胞作为与成纤维细胞通讯的最显著信号来源。此外，我们证明肿瘤分泌的骨桥蛋白（SPP1）驱动NF向CAF的转变，增强了对于构建屏障至关重要的胶原分泌。机制上，SPP1作为旁分泌配体，与NFs表面的CD44结合，从而激活PI3K/AKT/Twist信号轴，触发向CAF的转变。值得注意的是，CD44的表达在该SPP1启动的信号响应中上调，从而建立了正反馈环路以维持和放大该信号。这些结果为鉴定破坏肿瘤免疫屏障形成的关键分子靶点以及开发对抗OSCC的有效治疗策略提供了希望。**各章节摘要****临床样本收集**共从湘雅口腔医院16名患者中收集了16份边缘区域样本，每份样本包含一半OSCC组织和一半非癌性上皮。在这些样本中，3份用于空间转录组测序，5份用于后续免疫组化和免疫荧光验证，其余8份与距边缘2厘米处获得的匹配正常组织一起用于qPCR分析。所有参与者均签署了书面知情同意书。**OSCC中肿瘤免疫屏障的鉴定**为了描绘OSCC的空间图谱，重点聚焦于侵袭前沿，我们使用10× Visium平台对来自肿瘤-正常界面的组织切片进行了空间转录组分析。这些切片涵盖了肿瘤和邻近非癌区域，并以肿瘤边缘为中心。我们绘制了这些切片中特定细胞群的空间分布，包括NFs、CAFs以及T细胞和B细胞等免疫细胞（图1A）。我们观察到……**讨论**实体肿瘤的持续进展及其对多种治疗方式产生的耐药，是临床肿瘤学中尚未解决的核心难题。肿瘤免疫屏障是推动这一恶性进展的关键因素，它是一种专门化的基质结构，主动排斥细胞毒性免疫细胞并为肿瘤细胞提供庇护4, 20。在本研究中，我们首先利用空间转录组学鉴定了OSCC中存在此类肿瘤免疫屏障。我们的数据……**CRediT作者贡献声明****信宾（Xin Bin）：** 写作—审阅与编辑，项目管理，经费获取，概念构思。**卢玉蝶（Yudie Lu）：** 调查研究，数据整理。**黄俊辉（Junhui Huang）：** 指导，经费获取。**唐倩（Qian Tang）：** 写作—审阅与编辑，写作—初稿，调查研究，形式化分析，数据整理。**程静怡（Jingyi Cheng）：** 写作—审阅与编辑，写作—初稿，调查研究，形式化分析，数据整理。**伦理声明**所有参与者或其法定代表均已就参与本研究和发表文章签署书面知情同意书。参与者的隐私权已得到尊重。本研究包含器官或组织捐献者。本研究包含人类生物材料，已获捐献者或其直系亲属或法定代表同意，用于本研究及文章发表。本研究使用的样本并非来自处决者……**数据可用性**本研究所使用的已处理的公开scRNA-seq数据可在GEO数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/）中获取，具体编号如文中所述。有关支持本研究结论的数据的更多详细信息可向通讯作者索取。**资助**本工作得到了湖南省自然科学基金[资助编号2025JJ60732]、长沙市自然科学基金[资助编号kq2502235]、湖南省临床医学技术创新引导项目[资助编号2020SK53501]以及中南大学中央高校基本科研业务费[资助编号1053320240423]的支持。**利益冲突声明**? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：信宾声明获得了湖南省自然科学基金的财务支持。信宾声明获得了长沙市自然科学基金的财务支持。黄俊辉声明获得了湖南省临床医学技术创新引导项目的财务支持。程静怡声明财务支持……唐倩|程静怡|卢玉蝶|黄俊辉|信宾