宫颈癌中糖基转移酶的细胞异质性及其保护性作用：基于公共数据库的回顾性队列研究

作者及机构
本研究由Xiangya Hospital, Central South University的Junbo Xiao、The Second Hospital of Hebei Medical University的Ren Niu（通讯作者）和Fangchao Zhao（通讯作者）合作完成，发表于*International Journal of Surgery*（2025年出版，DOI: 10.1097/js9.0000000000002520）。研究通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组（STRNA-seq）技术，揭示了糖基转移酶（Glycosyltransferases, GTs）在宫颈癌（Cervical Cancer, CC）中的细胞异质性，并发现Galnt3阴性上皮细胞是患者预后的保护性因素。

学术背景
宫颈癌是全球女性第四大常见恶性肿瘤，死亡率高且预后差。糖基转移酶（GTs）是一类催化糖基转移反应的酶，通过修饰细胞表面蛋白和脂质的糖基化参与肿瘤进展，但其在宫颈癌中的作用尚不明确。既往研究表明，GTs在乳腺癌、胃癌等癌症中可作为预后标志物，但宫颈癌中GTs的细胞特异性表达及其与肿瘤微环境（TME）的相互作用缺乏系统性研究。本研究旨在通过单细胞和空间转录组技术，解析GTs在宫颈癌中的异质性表达，并探索其作为治疗靶点的潜力。

研究流程与方法
1. 数据获取与预处理
- 数据来源：整合了来自GEO（GSE208653）的scRNA-seq数据（2例正常组织、2例癌组织）、CROST数据库的空间转录组数据（ID: visds000566）及TCGA的309例宫颈癌患者转录组数据。
- 质量控制：使用Seurat R包过滤低质量细胞（基因数<600或>8000，线粒体基因占比>10%），标准化后通过PCA降维和UMAP可视化聚类。

1. 细胞注释与GT评分

   • 细胞分群：将细胞分为10类（如T细胞、上皮细胞、巨噬细胞等），并基于GT相关基因集（来自公开数据库）进行评分（AUCell、UCells等5种方法综合）。
     
   • 差异分析：鉴定出11个在上皮细胞中差异表达的GT相关基因（如高表达的*Galnt3*、*B4GALT4*和低表达的*CHPF*）。
     

2. 细胞发育轨迹与通讯分析

   • 伪时序分析：通过Monocle软件发现*Galnt3*表达随上皮细胞发育逐渐降低，提示其可能参与晚期肿瘤进展。
     
   • 细胞互作：GT高表达上皮细胞（GT-highEpi）通过黏附连接（Adherens Junction）等通路与内皮细胞互作，促进癌症相关信号激活。
     

3. 空间转录组验证

   • 空间定位：在病理切片中确认*Galnt3*等基因在癌组织中的高表达区域，并通过deconvolution分析量化细胞亚群分布。
     

4. 功能实验

   • 体外实验：在C-33A和CaSki细胞系中敲低或过表达*Galnt3*，发现其显著影响细胞增殖和侵袭能力（CCK-8和Transwell实验）。
     
   • 机制研究：WB和qPCR证实*Galnt3*通过NF-κB通路上调MCP1表达，招募巨噬细胞浸润，但不影响其极化。
     

主要结果
1. GTs的细胞异质性：GT相关基因在上皮细胞中富集程度最高，其中*Galnt3*表达与肿瘤恶性程度正相关。
2. 保护性作用：Galnt3阴性上皮细胞浸润程度高的患者预后更佳（OS和DFS显著延长），且与肿瘤相关巨噬细胞（TAM/M2）和髓系来源抑制细胞（MDSC）呈负相关。
3. 功能机制：*Galnt3*通过O-糖基化激活NF-κB信号，促进MCP1分泌和免疫微环境重塑，驱动肿瘤进展。

结论与价值
本研究首次在单细胞和空间层面揭示了GTs在宫颈癌中的异质性分布，明确了*Galnt3*作为促癌因子的作用机制，并提出Galnt3阴性上皮细胞可作为预后标志物。其科学价值在于：
1. 理论层面：阐明了GTs通过糖基化修饰调控肿瘤微环境的分子机制。
2. 应用层面：为宫颈癌的免疫治疗提供了新靶点（如靶向Galnt3-NF-κB-MCP1轴）。

研究亮点
1. 技术创新：整合单细胞与空间转录组，解析GTs的空间分布与细胞互作网络。
2. 发现新颖：首次报道Galnt3阴性上皮细胞的保护性作用及其免疫调节功能。
3. 临床意义：为宫颈癌分层治疗和预后评估提供了潜在生物标志物。

局限性：研究依赖公共数据库，需进一步通过独立队列和动物实验验证机制。未来可探索GTs抑制剂与免疫治疗的联合应用。

（全文约2000字）