《Genes & Diseases》：TMEM242 orchestrates lymph node metastasis in oral squamous cell carcinoma through EMT and immune microenvironment remodeling
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淋巴结转移（LNM）标志着口腔鳞状细胞癌（OSCC）的不良预后，但其潜在驱动因素尚不完全清楚。本研究通过整合多组学分析，确定TMEM242是LNM的关键调控因子。单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学（ST）揭示了一个在转移性OSCC标本中富集的
淋巴结转移（LNM）标志着口腔鳞状细胞癌（OSCC）的不良预后，但其潜在驱动因素尚不完全清楚。本研究通过整合多组学分析，确定TMEM242是LNM的关键调控因子。单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学（ST）揭示了一个在转移性OSCC标本中富集的独特TMEM242高表达上皮亚群，该亚群在空间上与上皮–间质转化（EMT）标志物相关，并预测不良临床结局。机制上，E2F1直接结合TMEM242启动子，激活其转录。上调的TMEM242通过TGF-β/Smad信号传导促进上皮–间质转化，同时营造免疫抑制性肿瘤微环境。在体内实验中，表达TMEM242的肿瘤在足垫移植模型中表现出增强的转移潜能。研究结果确立了TMEM242作为LNM的核心调控因子，其由E2F1介导的转录驱动，并协调EMT与免疫逃逸。因此，TMEM242是潜在的预后生物标志物，也是预防OSCC转移的潜在治疗靶点。
论文解读：TMEM242在口腔鳞癌淋巴结转移中的双重调控机制
口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma, OSCC）是头颈部最常见的恶性上皮性肿瘤，占该区域病例的90%以上。尽管手术、放疗、化疗及近年免疫治疗和靶向治疗等策略不断进步，OSCC患者的预后仍不理想，其主要原因在于肿瘤的高度侵袭生物学行为以及高发的淋巴结转移（lymph node metastasis, LNM）。超过40%的OSCC患者初诊时即存在颈部淋巴结转移，可使总生存率降低约50%。因此，解析LNM的分子机制并寻找有效的干预靶点是改善OSCC患者预后的关键。
上皮–间质转化（epithelial–mesenchymal transition, EMT）是肿瘤细胞获得侵袭和转移能力的重要过程，与OSCC预后密切相关。同时，肿瘤免疫微环境（tumor immune microenvironment, TIME）通过免疫细胞、细胞因子和基质成分调节转移级联的各个步骤。免疫抑制性成分如调节性T细胞、M2型巨噬细胞以及TGF-β、PD-L1等信号通路，不仅抑制抗肿瘤免疫，还促进EMT、血管生成和转移前微环境形成。然而，OSCC中驱动LNM的关键分子调控网络仍未完全阐明。本研究通过整合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学（spatial transcriptomics, ST）数据，识别出TMEM242高表达肿瘤细胞亚群为OSCC淋巴结转移的关键驱动因素，并深入探讨了其分子机制。
研究人员利用GSE164690数据集中9例口腔癌患者的单细胞转录组数据，通过无监督聚类鉴定出22个细胞亚群，其中上皮细胞亚群（cluster 5）在LNM阳性样本中显著富集。进一步亚聚类分析揭示11个上皮亚群，假时间轨迹分析表明C1亚群处于分化起点，且具有最高的EMT、迁移和干性评分。差异基因分析显示TMEM242在C1亚群中特异性高表达，且与细胞侵袭性和干性显著相关。基于TCGA-OSCC和CPTAC-OSCC队列的生存分析证实，TMEM242高表达或TMEM242高浸润评分均与更差的总生存期显著相关，且表达水平随N分期进展而升高。这些结果确立了TMEM242高表达恶性上皮亚群促进OSCC转移并预示不良预后的结论。
在临床验证方面，研究人员纳入重庆大学附属肿瘤医院2018年5月至2023年11月收治的55例经病理确诊的OSCC手术患者（均具有至少1年随访）。免疫组织化学（IHC）染色显示，LNM阳性组和复发组中TMEM242及间质标志物vimentin表达显著升高。以TMEM242中位染色评分6为界值，高评分组LNM发生率（67.9%）和复发率（60.7% vs. 14.8%）显著高于低评分组。TMEM242与vimentin评分呈正相关（r2=0.4407），且两者均随N分期升高而增加。体外功能实验中，在Cal-27和HSC-3细胞系中敲低TMEM242显著抑制细胞迁移和侵袭，过表达则增强这些能力，且CCK-8实验排除了增殖差异的混杂影响。Western blot证实TMEM242敲低上调E-cadherin、下调N-cadherin和vimentin，过表达则相反，证明TMEM242通过诱导EMT促进OSCC转移。
机制层面，利用MSigDB 50个经典hallmark基因集进行富集分析，发现TMEM242高表达与TGF-β信号通路显著富集相关。Western blot检测显示TMEM242过表达上调TGF-β1、p-Smad2和p-Smad3蛋白水平，而不影响总Smad2、Smad3及Smad4。ELISA实验证实TMEM242过表达促进TGF-β1分泌，敲低则抑制。使用TGF-β通路抑制剂LY2157299处理TMEM242过表达细胞后，p-Smad2/3降低，间质标志物下调、E-cadherin回升，迁移和侵袭能力被显著逆转，证实TMEM242通过TGF-β/Smad通路驱动EMT。
上游转录调控研究发现，E2F1与TMEM242表达呈显著正相关。在OSCC细胞中敲低E2F1可下调TMEM242 mRNA和蛋白水平。JASPAR数据库预测TMEM242启动子区存在两个潜在的E2F1结合位点（WT1位于?1379至?1389 bp，WT2位于?122至?132 bp）。双荧光素酶报告实验表明，E2F1显著增强TMEM242启动子活性，突变WT2位点（Mut2）大幅降低转录活性，而突变WT1（Mut1）无明显影响。染色质免疫沉淀（ChIP）实验进一步证实E2F1特异性结合TMEM242启动子的WT2区域。在功能回补实验中，TMEM242过表达增强的迁移/侵袭能力和EMT标志物变化可被E2F1敲低部分逆转，证明E2F1–TMEM242轴在OSCC EMT中发挥关键作用。
为阐明TMEM242对肿瘤免疫微环境的影响，研究人员分析了单细胞层面的MIF信号通路，发现TMEM242高表达肿瘤细胞与耗竭性CD8+ T细胞（HAVCR2+CD8+ T细胞）存在更强的相互作用，而与功能性CD8+ T细胞亚群（CXCR3+CD8+ T细胞）相互作用减弱。利用6例OSCC样本的空间转录组数据，证实TMEM242+上皮细胞与HAVCR2+CD8+ T细胞在空间上共定位，而CXCR3+CD8+ T细胞主要分布于远离TMEM242+肿瘤区域的部位。相关性分析显示TMEM242+上皮细胞评分与HAVCR2+CD8+ T细胞评分及EMT评分正相关，与CXCR3+CD8+ T细胞评分负相关。此外，在LNM、神经侵犯或肌层侵犯样本中，TMEM242+和HAVCR2+CD8+ T细胞评分均显著升高。细胞通讯分析显示，转移组中PTN、CD276和SEMA3通路活性增强，而非转移组中CXCL10、RESISTIN和PROS通路更活跃。Western blot证实TMEM242上调MMP-2和MMP-9表达，但与PD-L1无明显关系。这些结果表明TMEM242高表达细胞可能通过PTN信号轴抑制T细胞活化并促进M2巨噬细胞极化，同时通过抑制CXCL9/10分泌削弱CXCR3+CD8+ T细胞的趋化，从而塑造免疫抑制微环境。
体内验证实验中，研究人员使用C57BL/6小鼠足垫皮下移植模型，将对照或TMEM242敲低的MOC1细胞接种于小鼠足垫。活体生物发光成像显示，对照组小鼠出现腘窝淋巴结转移，部分进展至腹股沟淋巴结转移，而TMEM242敲低组仅见腘窝转移或未见转移。原发肿瘤重量在敲低组显著降低。IHC染色显示敲低组原发灶中E-cadherin增高、N-cadherin和vimentin降低，且对照组转移淋巴结中TMEM242表达显著高于原发灶。流式细胞术分析表明，TMEM242敲低组原发肿瘤中功能性CXCR3+CD8+ T细胞浸润显著增加，而耗竭性HAVCR2+CD8+ T细胞明显减少。
综上所述，本研究发现TMEM242高表达肿瘤细胞通过双重机制驱动OSCC淋巴结转移：一方面通过E2F1–TMEM242–TGF-β/Smad信号轴诱导EMT，促进肿瘤细胞侵袭和转移；另一方面重塑免疫微环境，促进耗竭性CD8+ T细胞浸润、排除功能性CD8+ T细胞，形成免疫抑制状态。该研究将TMEM242确立为连接EMT与免疫逃逸的核心调控分子，为OSCC提供了潜在的预后生物标志物和预防淋巴结转移的治疗靶点。论文发表于《Genes》。
