引言
成纤维细胞在组织稳态、炎症、伤口愈合和癌症进展中发挥着关键作用。然而,其在不同组织和疾病中的异质性和复杂功能尚未得到充分理解。北京大学张泽民团队通过对来自11种组织和多种病理状态(包括炎症、纤维化和癌症)的517个人类样本进行单细胞RNA测序分析,构建了一个广泛的成纤维细胞图谱,以揭示成纤维细胞亚型及其在肿瘤微环境(TME)中的免疫和进展作用。
主要发现
1. 成纤维细胞在不同组织和疾病状态中的异质性
研究识别了20种不同的成纤维细胞簇,分为普遍、组织特异性和共享型簇。例如,PI16+祖细胞和LRRC15+肌成纤维细胞广泛分布于多种组织中,而SOX6+成纤维细胞在结肠中特异性分布。这些亚型在功能上各异,从免疫调节到组织重塑,尤其是在癌症中表现出多样性。
2. 肿瘤中肌成纤维细胞亚型的免疫调节作用
肌成纤维细胞亚群,如LRRC15+和MMP1+成纤维细胞,在肿瘤中形成不同的免疫环境。LRRC15+成纤维细胞与免疫排除环境相关,而MMP1+成纤维细胞则在免疫抑制环境中起作用。与此相反,PI16+成纤维细胞在非癌区域表现出抗肿瘤功能,表明不同的成纤维细胞亚型在肿瘤中形成了空间上不同的免疫景观。
3. 疾病状态下成纤维细胞的激活和重编程
研究揭示了炎症和癌症状态会导致成纤维细胞组成的显著变化。相邻非癌区域的成纤维细胞祖细胞显示出特异性表达特征,反映出对肿瘤细胞因子信号的反应。而在癌症组织中,肌成纤维细胞的比例增加,表明其向组织重塑功能的转变。通路分析显示,这些肌成纤维细胞中TGF-β和WNT信号增加,这与较差的患者预后相关。
结论
本研究提供了一个详细的成纤维细胞图谱,突出了成纤维细胞亚型在肿瘤和其他疾病中调节免疫环境的关键作用。通过跨健康和疾病状态的成纤维细胞景观图谱,该研究揭示了将特定成纤维细胞亚群作为癌症治疗靶点的潜力。
影响
本研究的洞察在肿瘤学领域具有治疗潜力。通过有选择性地靶向促进免疫抑制和肿瘤进展的成纤维细胞亚型,可更好地调节肿瘤微环境,从而增强免疫疗法的效果。此外,理解成纤维细胞在炎症和癌症阶段的行为,为早期干预癌前状态提供了框架。
参考文献
Yang Gao et al. Cross-tissue human fibroblast atlas reveals myofibroblast subtypes with distinct roles in immune modulation. Cancer Cell. 2024