SCGB3A2标记肺腺癌中与细胞外PGK2及angiostatin相关的低血管生成肿瘤细胞状态

《Experimental Hematology & Oncology》：SCGB3A2 marks a low-angiogenesis tumor cell state associated with extracellular PGK2 and angiostatin in lung adenocarcinoma

　　

肺腺癌（LUAD）在血管生成机制及肿瘤环境对抗血管内皮生长因子（VEGF）治疗的反应方面表现出多样性，而阻止血管化的肿瘤细胞内在机制尚未被充分理解。SCGB3A2（secretoglobin 3A2；HIN-2/UGRP1）是肺腺癌的club/分泌型标志物，尚无已确立的血管生成功能。通过采用无监督整合方法整合两个公共LUAD单细胞RNA测序（scRNA-seq）队列，研究人员描述了一种SCGB3A2高表达恶性上皮状态，其特征为低血管生成表型，表现为VEGFA存在低、缺氧条件低及上皮–间充质转化（EMT）低，并伴有分泌/抗炎程序；该状态在独立bulk队列（TCGA-LUAD、GSE72094）中得到证实，显示SCGB3A2高表达肿瘤的血管生成、缺氧及EMT/侵袭相关评分较低。利用空间转录组学，研究人员将SCGB3A2高表达肿瘤细胞定位在内皮细胞旁，并鉴定出空间推断的VEGFA/B–FLT1（VEGF受体1）相互作用模式。在A549和NCI-H1975细胞中，来自SCGB3A2过表达细胞的条件培养基（CM）含有更高水平的细胞外磷酸甘油酸激酶2（PGK2）免疫反应信号和angiostatin（血管抑素），并与人脐静脉内皮细胞（HUVEC）成管减少及血管内皮生长因子受体2（VEGFR2）磷酸化降低相关。因此，SCGB3A2是低血管生成水平LUAD肿瘤的标志物，与细胞外PGK2/angiostatin信号相关。

肺癌是全球癌症相关死亡的最常见原因，肺腺癌（LUAD）是其最常见组织学亚型。肿瘤相关血管生成是LUAD的定义性特征；尽管VEGF（血管内皮生长因子）轴是获批治疗靶点，但抗VEGF治疗的临床价值存在显著且未解释的差异，且缺乏血管生成依赖性的可用指标。此类差异常被归因于内皮多样性或肿瘤细胞VEGFA分泌，而肿瘤细胞抑制血管化的机制尚未明确；现有LUAD单细胞图谱主要集中于促血管生成和缺氧肿瘤状态。SCGB3A2（secretoglobin 3A2；HIN-2/UGRP1）由club/分泌型气道上皮细胞产生，是肺腺癌成熟的免疫组织化学标志物，具有抗炎和抗肿瘤特性，但此前从未与血管生成现象关联。因此，研究人员开展本研究，以明确SCGB3A2是否标记LUAD中肿瘤细胞内在的低血管生成状态及其相关细胞外信号。该文发表于《Experimental Hematology》。研究结论表明，SCGB3A2是低血管生成LUAD肿瘤的标志物，并与细胞外PGK2/angiostatin信号相关；其意义在于将SCGB3A2的免疫调节/抗肿瘤作用扩展至低血管生成肿瘤状态，并提示其作为血管生成依赖状态标志物的潜在价值，但其与抗VEGF反应的相关性仍需在接受治疗的临床队列中验证。

技术方法概括：研究人员整合两个公共LUAD scRNA-seq队列GSE131907和GSE189357（含正常肺组织及原位腺癌至浸润癌连续样本），采用inferCNV（推断拷贝数变异）鉴定恶性细胞并进行模块评分；在TCGA-LUAD和GSE72094 bulk队列中验证；利用Visium空间转录组GSE189487、NicheNet配体–受体推断及多重免疫荧光（n=3独立生物学重复）；在A549和NCI-H1975细胞中过表达SCGB3A2，检测30倍浓缩CM的免疫印迹、PGK2敲低及ELISA（酶联免疫吸附试验）；开展HUVEC成管实验及VEGFR2^Tyr1175磷酸化免疫印迹。细胞系为ATCC来源，原代HUVEC为Lonza来源。

研究结果：
1. 单细胞整合确定SCGB3A2高表达恶性上皮状态：通过两个公共LUAD scRNA-seq队列的无监督整合及inferCNV恶性细胞鉴定，研究人员以SCGB3A2表达上、下四分位定义SCGB3A2高表达和低表达恶性上皮群体；高表达群体抗血管生成模块评分升高，单细胞水平VEGFA、缺氧及EMT/侵袭程序较低，并具分泌/抗炎特征；在TCGA-LUAD和GSE72094中，SCGB3A2高表达肿瘤的血管生成、缺氧及EMT/侵袭评分较低。结论支持SCGB3A2为肿瘤细胞内在低血管生成LUAD状态的标志物。
2. SCGB3A2高表达肿瘤区域与VEGF轴信号及伴内皮活化降低的细胞外PGK/angiostatin信号相关：Visium空间转录组GSE189487显示SCGB3A2高表达肿瘤细胞邻近内皮富集区域，NicheNet推断突出VEGFA/B–FLT1相互作用；多重免疫荧光显示SCGB3A2与PGK2阳性肿瘤细胞区域邻近内皮中CD31表达为阴性。A549和NCI-H1975细胞过表达SCGB3A2后，30倍浓缩CM中PGK2免疫印迹信号增加，PGK2敲低显著降低该信号，证实其特异性；ELISA显示CM中PGK2免疫反应信号（P<0.001）和angiostatin水平（P=0.003）升高；HUVEC在过表达SCGB3A2细胞CM中培养后成管减少，VEGFR2^Tyr1175磷酸化降低，并保留CD31内皮参考。结论表明SCGB3A2高表达肿瘤区域与VEGF轴信号及细胞外PGK/angiostatin信号相关，并伴内皮活化降低。

讨论部分总结：既往研究已描述SCGB3A2的免疫调节、抗炎及抗肿瘤相关作用；本研究将这些观察扩展至SCGB3A2与低血管生成肿瘤状态的关联。PGK2敲低显著降低检测信号，提示该信号主要反映PGK2而非与PGK1交叉反应；但由于未在PGK2耗竭细胞的条件培养基中开展内皮救援实验，PGK2的因果作用尚未证实。同样，SCGB3A2敲低降低了内源性SCGB3A2表达，但未随后开展内皮功能实验。因此，这些发现支持SCGB3A2、细胞外PGK2/angiostatin与内皮活化降低之间的关联。SCGB3A2可能作为低血管生成LUAD状态的标志物，但其与抗VEGF反应的相关性需在接受治疗的临床队列中验证。研究结论翻译：因此，SCGB3A2是肺腺癌肿瘤的标志物，其特征在于低水平血管生成，并与细胞外PGK2/angiostatin信号相关。