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在全球癌症研究的大背景下,肝内胆管癌(ICC)因其高度侵袭性和患者预后不良成为研究热点。作为第二大原发性肝脏恶性肿瘤,ICC 患者往往在晚期才被确诊,易发生转移,手术切除机会有限且复发风险高,肿瘤侵袭前沿区域(Leading-edge area)是肿瘤与正常组织接触的特殊地带。一直以来,做为研究尚缺的区域,在这里发生什么样的“故事”知之甚少,这促使科研人员深入探讨,而单细胞转录组(scRNA-seq)和空间转录组(ST)测序技术的出现为这一探索提供了有力工具。
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近日,北京大学人民医院肝胆外科朱继业教授、高杰教授、李照副教授研究团队在Advanced Science在线发表题为Single-Cell and Spatial Transcriptomics Delineate the Microstructure and Immune Landscape of Intrahepatic Cholangiocarcinoma in the Leading-Edge Area的研究论文,首次深入探讨了肝内胆管癌肿瘤侵袭前沿区域的免疫景观和微结构。研究团队利用单细胞转录组和空间转录组等多组学技术,揭示了肿瘤侵袭前沿区域复杂的细胞间相互作用和独特的细胞“三联体结构”,具有重要的临床意义。
肝内胆管癌侵袭前沿区域肿瘤细胞增殖能力过强和免疫细胞在该区域功能薄弱
该团队发现,肿瘤侵袭前沿区域的肿瘤细胞相较于肿瘤核心区域具有更强的增殖能力,并且显著贴近由血管内皮细胞,成纤维细胞构成的基质区。然而作为主要杀伤肿瘤的CD8+T细胞在该区域发育未成熟,呈现幼稚型,杀伤能力低下,并且很少浸润到肿瘤组织内。
肿瘤细胞对巨噬细胞的“和平演变”
肿瘤细胞对巨噬细胞的 “和平演变” 是肝内胆管癌(ICC)发展进程中的关键环节,其过程涉及多个层面的细胞间相互作用与环境诱导变化。
肿瘤微环境的诱导作用
在 ICC 肿瘤的侵袭前沿区域,由于肿瘤细胞的高增殖和高耗氧特性,致使局部环境处于缺氧状态,进而营造出一种独特的代谢压力环境。原本具有完整吞噬功能的 FOLR2+巨噬细胞亚群受到潜在CD8+MAIT的招募,在肿瘤细胞营造的微环境影响下,逐渐向 SPP1+巨噬细胞转变,且与血管内皮细胞和 POSTN+FAP+成纤维细胞形成了独特的 “三联体结构(Triad Structure)”。这一转变过程伴随着巨噬细胞功能的显著变化,其吞噬能力逐渐减弱,而促进血管生成则不断增强,实现巨噬细胞的由“好”向“坏”演变。
细胞间相互作用的促进
SPP1+巨噬细胞通过 SPP1-CD44 轴与肿瘤细胞相互作用,不仅促进肿瘤细胞的干性特征,增强其增殖能力和诱导上皮-间质转化(EMT),还在空间上与增殖的肿瘤细胞呈现正相关分布。通过对空间转录组数据的分析可知,在 SPP1+巨噬细胞富集的区域,周围肿瘤细胞的增殖信号明显增强,进一步证实了这种相互作用对肿瘤发展的促进作用。
对肿瘤进展的影响
“和平演变” 后的 SPP1+巨噬细胞在肿瘤发展进程中扮演着重要角色。它们与肿瘤细胞及其他基质细胞形成的 “三联体结构”,构成了一个有利于肿瘤生长的微环境。在这个结构中,POSTN+成纤维细胞和 SPP1+巨噬细胞共同形成屏障,抵御免疫细胞对肿瘤细胞的攻击,同时内皮细胞为肿瘤细胞提供营养支持,SPP1 + 巨噬细胞的促血管生成作用进一步促进肿瘤的生长和发展,从而推动 ICC 病情的恶化。
该团队为 ICC 肿瘤侵袭前沿区域的肿瘤微环境提供了全新视角,揭示了肿瘤侵袭前沿区域独特的微结构-“三联体区”以及细胞间复杂的相互作用和独特的免疫景观,填补了该领域的研究空白,有助于加深对ICC肿瘤侵袭和发展机制的理解,为开发针对 ICC 的创新治疗策略奠定了理论基础。
北京大学人民医院肝胆外科李祖寅博士、李照副教授和程倩助理研究员为该论文共同第一作者。北京大学人民医院肝胆外科朱继业教授和高杰教授为该论文的共同通讯作者。此外,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)白凡团队、北京大学人民医院病理科陈定宝和北京大学肿瘤医院病理科董坤为本文提供了重要帮助。本研究得到了国家自然科学基金支持。
Advanced Science是一本由美国Wiley出版的综合性科学期刊。该期刊致力于收录跨学科合作研究,论文涵盖材料科学、物理学、化学、医学、生命科学和工程学等多个学科的基础和应用研究。
通讯作者简介
(来源:北京大学人民医院)
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