类型a
主要作者与研究机构及发表期刊信息
本研究的主要作者包括赵一格(Yige Zhao)、李勇(Yong Li)和王萍(Ping Wang),他们分别隶属于杭州第三人民医院皮肤科、上海Yeslab生物技术研究中心以及福建省级肿瘤医院等机构。该研究于2025年2月3日发表在《Frontiers in Immunology》期刊上,文章标题为“The Cancer-Associated Fibroblasts Interact with Malignant T Cells in Mycosis Fungoides and Promote the Disease Progression”。
学术背景
本研究属于免疫学和肿瘤学领域,聚焦于一种称为蕈样肉芽肿(Mycosis Fungoides, MF)的皮肤T细胞淋巴瘤(Cutaneous T-Cell Lymphoma, CTCL)。MF是CTCL最常见的亚型,其病理机制尚不完全清楚,尤其是肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)中各种细胞间的相互作用尚未明确。近年来的研究表明,肿瘤相关成纤维细胞(Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs)在肿瘤进展中扮演重要角色,但它们在MF中的具体功能仍需进一步探索。本研究旨在通过单细胞RNA测序技术揭示恶性T细胞的起源及其表型变化,并探讨CAFs与恶性T细胞之间的相互作用,从而为MF的治疗提供新的靶点。
研究流程
本研究包括以下主要步骤:
1. 样本收集与处理:研究纳入了两名晚期MF患者(MF1和MF2)以及一名健康对照(HC)的皮肤组织样本和外周血单核细胞(PBMC)。每名患者提供了不同阶段的病变组织(斑块期、肿瘤期)以及邻近正常皮肤组织。样本经酶消化后制备成单细胞悬液,并立即送往实验室进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)。
2. 单细胞RNA测序数据分析:使用10x Genomics平台进行测序,原始数据通过Cell Ranger软件进行处理,并利用Seurat R包进行质量控制和标准化分析。去除低质量细胞后,共保留42,480个单细胞用于下游分析。通过UMAP算法对细胞进行可视化聚类,并利用FindAllMarkers函数鉴定各细胞群的标记基因。
3. 拷贝数变异(CNV)分析:使用InferCNV R包计算每个细胞的CNV水平,以区分恶性T细胞和其他正常细胞。
4. 差异表达基因(DEGs)分析:利用FindMarkers函数筛选显著差异表达的基因,并通过KEGG和GO富集分析探讨这些基因的功能。
5. 伪时间轨迹分析:使用Monocle2软件追踪恶性T细胞的进化轨迹,分析其分化过程中的关键基因表达变化。
6. 细胞间通讯分析:使用CellPhoneDB工具检测恶性T细胞与CAFs之间的配体-受体(Ligand-Receptor, LR)相互作用。
主要结果
1. 恶性T细胞的起源与表型变化:研究发现,恶性T细胞起源于组织驻留记忆T细胞(Tissue-Resident Memory T Cells, TRMs)前体细胞,并表现出双重表型特征,即TRM主导型和中央记忆T细胞(Central Memory T Cells, TCMs)主导型。随着疾病从早期进展到晚期,恶性T细胞逐渐从TRM主导型转变为TCM主导型。这一转变可能解释了晚期MF中表皮趋向性减少而真皮浸润加深的现象。
2. CAFs的转录组特征:研究将成纤维细胞重新聚类为七种亚型,其中四种被定义为CAFs(CAF-SLPI、CAF-CD70、CAF-COL4A4和CAF-WNT2),三种为正常成纤维细胞(NFs)。CAFs在不同阶段表现出异质性,例如CAF-SLPI和CAF-CD70主要富集于斑块期,而CAF-COL4A4和CAF-WNT2则主要富集于肿瘤期。伪时间分析显示,CAFs沿两条分化轨迹发展,分别表现为基质CAF(Matrix CAF, MCAF)和炎症CAF(Inflammatory CAF, ICAF)表型。
3. 恶性T细胞与CAFs的相互作用:研究发现,恶性T细胞通过分泌IL-6激活CAFs,而CAFs则通过IL-6/JAK2/STAT3/SOX4或IL-6/HIF-1α/SOX4信号通路促进恶性T细胞的侵袭性和转移能力。SOX4被认为是这一正反馈环路的关键调控基因。此外,CellPhoneDB分析揭示了多种LR相互作用,如FGF7-FGFR1和MDK-LRP1,这些相互作用促进了CAFs的增殖和肿瘤侵袭。
结论与意义
本研究揭示了MF中恶性T细胞的起源及其表型演变轨迹,并首次系统地描述了CAFs与恶性T细胞之间的复杂相互作用。研究结果表明,SOX4可能是调控恶性T细胞与CAFs相互作用的关键基因,针对SOX4的干预可能破坏肿瘤微环境的免疫抑制状态。此外,研究还提出了FGF7-FGFR1和MDK-LRP1等潜在的治疗靶点,为MF的精准治疗提供了新思路。
研究亮点
1. 本研究首次通过单细胞RNA测序技术揭示了MF中恶性T细胞的双重表型特征及其动态变化。
2. 研究详细刻画了CAFs在MF不同阶段的异质性及其功能分化轨迹。
3. 首次提出SOX4作为恶性T细胞与CAFs正反馈环路的关键调控基因,并阐明了其分子机制。
4. 利用CellPhoneDB工具系统分析了恶性T细胞与CAFs之间的LR相互作用,为未来研究提供了方法学参考。
其他有价值内容
研究还强调了肿瘤微环境中非免疫细胞(如成纤维细胞)的重要性,指出CAFs不仅通过分泌细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)蛋白重塑肿瘤微环境,还通过调节代谢竞争抑制抗肿瘤免疫反应。此外,研究团队开发了一套基于单细胞测序数据的分析流程,为类似研究提供了技术框架。