《The Journal of Pathology》：A transition zone enriched WIF1+ basal cell subtype is associated with benign prostatic hyperplasia
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人类前列腺的细胞组成与各解剖分区的疾病易感性仍未被完全阐明。良性前列腺增生（benign prostatic hyperplasia, BPH）是一种常见疾病，几乎特异地发生于移行带（transition zone, TZ）。研究人员通过对前列腺切除标本中良性
人类前列腺的细胞组成与各解剖分区的疾病易感性仍未被完全阐明。良性前列腺增生（benign prostatic hyperplasia, BPH）是一种常见疾病，几乎特异地发生于移行带（transition zone, TZ）。研究人员通过对前列腺切除标本中良性区域进行广泛的单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq），鉴定出一个表达 WIF1、VCAN 和 NRG1 等基因的基底细胞群体，该群体在移行带中显著富集。对已发表 scRNA-seq 数据集的再分析进一步证实，与普通前列腺相比，WIF1+ 基底细胞在 BPH 中显著富集。通路与细胞间通讯分析显示，该基底亚群与细胞增殖、上皮-间质转化（epithelial–mesenchymal transition, EMT）、免疫调节、血管生成及激素反应等程序相关。其分子特征、分区分布和通路富集共同提示，移行带富集的 WIF1+ 基底细胞可能通过促进上皮与间质重塑参与 BPH 发病。
研究背景方面，人类前列腺按解剖学可分为外周带（peripheral zone, PZ）、中央带（central zone, CZ）、移行带（TZ）及无上皮的前部纤维肌性间质。各上皮丰富区域具有不同组织学特征、细胞组成和疾病易感性：BPH 几乎只发生于 TZ，而前列腺癌主要发生于 PZ。已有 scRNA-seq 研究揭示了上皮和间质谱系异质性，但基底细胞异质性因样本量小等原因受关注不足，且多数研究仅聚焦正常前列腺，难以把细胞状态与 BPH 等疾病背景联系起来。因此，研究人员开展本研究，以明确 TZ 特异基底细胞状态是否参与 BPH 发生。
样本与技术方法方面，研究人员使用前列腺癌根治术患者的癌旁良性组织，按 PZ、CZ、TZ 用 8 mm 打孔器取组织；同时再分析已发表的 BPH 与正常前列腺供体 scRNA-seq 数据、BPH 体积分层 scRNA-seq 数据、bulk RNA-seq 数据及小鼠前列腺数据。主要关键技术包括：10x Genomics 单细胞建库与 Seurat 整合聚类注释；chromogenic in situ hybridization（CISH，色原原位杂交）验证 TP63、WIF1、VCAN、NRG1 的空间共表达；clusterProfiler 与 MSigDB 做 Hallmark 和 GO 通路富集；Ingenuity Pathway Analysis（IPA，通路上游调控分析）；CellChat 做配体-受体细胞间通讯推断；RCTD（robust cell type decomposition，稳健细胞类型解卷积）对 bulk RNA-seq 做细胞比例估计；DESeq2 做年龄校正差异表达分析。
研究结果方面，Identification of major cell types in human prostate：研究人员对 10 例前列腺癌根治术良性区域做 scRNA-seq，获 129,887 个高质量细胞，注释出上皮、内皮、周细胞、T 细胞、髓系、成纤维细胞、平滑肌、B 细胞、肥大细胞等；上皮再聚类得到管腔、基底、中间和神经内分泌细胞，并发现位于基底与管腔之间的中间态细胞，表达 LTF、KRT13、LCN2、OLFM4、MMP7 等。
WIF1+ basal cells are enriched in human prostate transition zone：基底细胞再聚类得到四个亚群，即 KRT23+ 基底、应激/再生样 DDIT3+ 基底、FOXI1+ 离子细胞样基底，以及高表达 WIF1、VCAN、PPP1R14C、NPPC、SFRP1 的 WIF1+ 基底；其中 WIF1 在该基底亚群中最具特异性。研究人员通过分区定量与 CISH 发现，TP63+WIF1+ 基底细胞在 TZ 明显富集，PZ 与 CZ 几乎缺乏；小鼠前列腺中 Wif1 不表达于基底细胞而表达于 Rorb+ 亚腺泡成纤维细胞，说明该人群为人类前列腺特有。
EMT, stromal remodeling, and immune modulation pathways are upregulated in WIF1+ basal cells：与其他基底亚群相比，WIF1+ 基底有 104 个独特上调基因；Hallmark 分析最显著富集 EMT，并见血管生成、雄激素反应、顶端连接等；GO 分析富集前列腺腺体发育与形态发生。IPA 显示细胞外基质组织、胶原合成相关通路激活，而吞噬体形成、中性粒细胞脱颗粒、S100 家族信号及 IFNG、IL1B、NFKB1、TNF 等上游调控被抑制，IL10RA、IL4R 等抗炎调控激活。CellChat 推断 NRG（neuregulin，神经调节蛋白）信号仅由 WIF1+ 基底向其他上皮细胞发出，NRG1–ERBB2/ERBB3 为主要配体-受体对，CISH 证实 NRG1 与 WIF1 在 TZ 基底共表达；该人群还预测分泌 LAMC1、LAMC2、LAMB3、TNC 等 ECM 成分与整合素受体互作，参与上皮-间质对话。
WIF1+ basal cells are enriched in BPH：研究人员再分析 Joseph 等已发表数据，BPH 腺体样本与正常供体 TZ 中均存在四类基底亚群，且 BPH 中 WIF1+ 基底比例显著升高；BPH stromal nodule（ stromal nodule，间质结节）中上皮少但其中基底细胞也可见 WIF1 表达。TURP 来源 BPH 与年轻供体 TZ 的 CISH 验证 TP63 与 WIF1 共表达；Middleton 等 bulk RNA-seq 经 RCTD 解卷积后，BPH 中 WIF1+ 基底比例高于正常前列腺与 BPH stromal nodule；年龄校正后结果一致。
WIF1+ basal-associated genes are upregulated in BPH：在 WIF1+ 基底内部，BPH 相较供体 TZ 上调核糖体生物合成、氧化应激反应和细胞黏附相关基因。两比较交集得到 45 个 WIF1+ basal-related BPH up-regulated genes，包括 WIF1、VCAN、PPP1R14C、NRG1、ITGA2、PRSS23、GLIPR1、GPR87、UCHL3、PAWR；这些基因在 BPH 最高、前列腺切除 TZ 居中、供体 TZ 最低。CISH 证实 VCAN 与 NRG1 在 BPH 基底层与 WIF1 共定位。独立 BPH 体积分层 scRNA-seq 中，大体积 BPH 基底细胞 WIF1 及相关基因高于小体积 BPH。通路分析显示 EMT、雌激素反应、顶端连接、血管生成及细胞增殖、分化、迁移等 GO 项激活。
讨论与结论部分总结：研究人员指出，WIF1+ 基底与 Hu 等报道的 Basal-VCAN 相似，但本研究证明其显著富集于 TZ。WIF1、SFRP1、DKK3 共同高表达可能建立局部 Wnt 抑制梯度；该人群炎症相关通路受抑，或有利于 TZ 上皮稳态并解释 TZ 前列腺癌起始较少。BPH 中该人群扩增，并高表达 VCAN、NRG1，参与 ECM 重塑、NRG1–ERBB 旁分泌促增殖及 EMT，符合 BPH 上皮-间质增生机制。研究人员也强调小鼠 Wif1 标记成纤维细胞而非基底细胞，提示该人群可能具间充质样特征，但是否为 basal-to-mesenchymal 中间态仍需研究。研究局限是缺乏谱系追踪、共培养、体内敲除等功能实验，结论仍为相关性。
研究结论翻译如下：人类前列腺上皮由管腔、基底、中间和神经内分泌细胞组成，其中基底室亚群鲜被刻画。本研究鉴定出 WIF1+ 基底细胞，其具 WIF1、VCAN、PPP1R14C、NRG1 独特特征，并在人类前列腺 TZ 显著富集。WIF1 是该人群最突出标志物；WIF1、SFRP1、DKK3 高表达可形成局部 Wnt 信号拮抗微环境，炎症通路受抑可能维持 TZ 上皮稳态并降低癌变起始。BPH 几乎只发生于 TZ，研究人员发现 WIF1+ 基底在 BPH 中富集，其基因特征在 BPH 中转向 ECM 重塑、NRG1 旁分泌、EMT、血管生成和增殖程序。该人群在稳态与疾病中可协调不同程序，是 TZ 区室特异疾病易感性的潜在细胞基础。未来需功能实验与空间转录组来确立因果及微环境互作机制。该论文发表于 The Journal of Pathology。
