文献解析|单细胞RNA测序揭示前列腺癌淋巴结转移中肿瘤微环境免疫抑制状态与异质性

ScRNA-seq revealed an immunosuppression state and tumor microenvironment heterogeneity related to lymph node metastasis in prostate cancer

前列腺癌（PCa）作为男性最常见的恶性肿瘤之一，其进展和转移机制一直是研究的热点。淋巴结转移（LNM）是前列腺癌进展中的关键步骤，与患者的预后密切相关。然而，淋巴结转移的具体机制仍不完全清楚。近期，一项利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术的研究为我们揭示了前列腺癌淋巴结转移中肿瘤微环境（TME）的异质性及其与免疫抑制状态的关系，为前列腺癌的治疗提供了新的视角。

一、研究背景与目的

前列腺癌的转移是一个复杂的过程，涉及肿瘤细胞的侵袭、迁移以及在新部位的生长。淋巴结作为肿瘤转移的常见部位，其内部的微环境变化对于肿瘤的进展至关重要。肿瘤微环境包括肿瘤细胞、免疫细胞、成纤维细胞、血管和淋巴管等多种细胞类型，它们之间相互作用，共同影响着肿瘤的进展和转移。然而，传统的研究方法往往将肿瘤微环境视为一个整体，忽视了其中的细胞异质性。单细胞RNA测序技术的出现，为我们提供了在单个细胞水平上解析肿瘤微环境异质性的可能。

本研究旨在通过单细胞RNA测序技术，深入分析前列腺癌淋巴结转移中肿瘤微环境的异质性，探索与淋巴结转移相关的关键细胞类型和分子机制，为前列腺癌的治疗提供新的策略。

二、研究方法与材料

2.1 研究对象

本研究选取了前列腺癌患者的组织样本，包括原发灶和淋巴结转移灶。所有样本均经过病理学确认，并获得了患者的知情同意。

2.2 单细胞RNA测序

使用单细胞RNA测序技术对样本进行处理，获取单个细胞的转录组信息。通过质量控制、细胞注释和分组，构建了单细胞转录组图谱。

2.3 数据分析

利用InferCNV、GSVA、DEG功能富集分析、轨迹分析、细胞间网络评估和转录因子分析等方法，对单细胞转录组数据进行深入分析。同时，结合验证实验，对关键细胞类型和分子机制进行验证。

三、研究结果

3.1 肿瘤微环境的异质性

通过单细胞RNA测序，我们成功获取了前列腺癌淋巴结转移中肿瘤微环境的单细胞转录组图谱。结果显示，肿瘤微环境中存在多种细胞类型，包括肿瘤细胞、免疫细胞、成纤维细胞等，它们之间表现出显著的异质性。

3.2 关键细胞类型的鉴定

在淋巴结转移灶中，我们鉴定出了EEF2+和FOLH1+两种特定的管腔细胞亚群。这两种细胞亚群在淋巴结转移的早期阶段即已出现，并表现出与原发灶不同的转录组特征。进一步分析发现，MYC通路在这两种细胞亚群中显著富集，提示MYC可能在前列腺癌淋巴结转移中发挥重要作用。

3.3 免疫抑制状态的揭示

通过对免疫细胞的分析，我们发现淋巴结转移灶中的免疫细胞组成与原发灶存在显著差异。具体来说，淋巴结转移灶中CD8+T细胞的比例显著降低，而Th和Treg细胞的比例则显著升高。此外，NK细胞和单核细胞也表现出类似的趋势。这些免疫细胞在肿瘤微环境中经历了转录重编程，如CD8+T细胞被分为CCR7+和IL7R+亚群，单核细胞被分为M2样亚群并表达肿瘤相关签名基因。这些变化共同导致了肿瘤微环境中的免疫抑制状态。

3.4 成纤维细胞的异质性及其功能

成纤维细胞作为肿瘤微环境中的重要细胞类型，也表现出显著的异质性。我们鉴定出了STEAP4+、ADGRF5+、CXCR4+和SRGNC+等多种成纤维细胞亚群。这些亚群在肿瘤进展、肿瘤代谢和免疫抑制方面发挥着不同作用。例如，CXCR4+成纤维细胞被证实与前列腺癌的进展密切相关，并通过多种机制促进肿瘤的转移和免疫逃逸。

3.5 验证实验与机制探索

为了验证上述发现，我们进行了多项验证实验。通过使用五色多重荧光免疫组化染色试剂盒等先进工具，我们确认了CXCR4+成纤维细胞在前列腺癌组织中的存在，并进一步探索了其在肿瘤进展中的作用机制。此外，我们还对MYC通路进行了深入研究，发现MYC不仅通过调控细胞周期和增殖促进前列腺癌的进展，还通过调控PDL1和CD47等免疫检查点分子导致肿瘤微环境中的免疫抑制状态。

四、讨论与展望

本研究通过单细胞RNA测序技术深入分析了前列腺癌淋巴结转移中肿瘤微环境的异质性及其与免疫抑制状态的关系。我们鉴定出了多种关键的细胞类型和分子机制，为前列腺癌的治疗提供了新的策略。

首先，我们的研究揭示了前列腺癌淋巴结转移中肿瘤微环境的复杂性和异质性。这不仅加深了我们对前列腺癌转移机制的理解，也为开发针对特定细胞类型的靶向疗法提供了可能。例如，针对EEF2+和FOLH1+管腔细胞亚群的疗法可能有助于抑制前列腺癌的淋巴结转移。

其次，我们的研究强调了免疫抑制状态在前列腺癌转移中的重要性。通过调控免疫检查点分子和重塑免疫细胞组成，我们可以打破肿瘤微环境中的免疫抑制状态，从而恢复机体的抗肿瘤免疫反应。这为免疫疗法在前列腺癌治疗中的应用提供了新的思路。

最后，我们的研究还揭示了成纤维细胞在前列腺癌进展中的关键作用。通过针对特定成纤维细胞亚群的疗法，我们可以抑制肿瘤的进展和转移。此外，成纤维细胞还可以作为预测前列腺癌预后的生物标志物和治疗靶点。

展望未来，我们将继续深入研究前列腺癌转移的机制，探索更多的关键细胞类型和分子机制。同时，我们也将致力于开发针对这些关键靶点的靶向疗法和免疫疗法，为前列腺癌患者提供更好的治疗效果和预后。通过多学科交叉合作和持续创新，我们相信前列腺癌的治疗将取得更加显著的进展。