独特免疫景观！苏州大学陈卫昌教授团队：新的胃癌生物标志物

12月19日，苏州大学陈卫昌教授研究团队在期刊《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》上发表了研究论文，题为“FOLR2+ macrophage depletion from intestinal metaplasia to early gastric cancer: single-cell sequencing insight into gastric cancer progression”，本研究中，研究人员在CIM、IIM和EGC样本中发现了五种不同的巨噬细胞亚群。FOLR2+巨噬细胞具有抗肿瘤免疫潜力，其比例从CIM阶段逐渐降低至IIM和EGC阶段。FOLR2+巨噬细胞与CD8+T细胞呈显著正相关，并通过抗原交叉呈递激活CD8+T细胞的细胞毒性作用。此外，在EGC进展过程中，上皮细胞逐渐上调APP表达，通过APP-TNFRSF21轴诱导FOLR2+巨噬细胞发生坏死性凋亡。本研究阐明了FOLR2+巨噬细胞介导的IM恶性转化的潜在机制。这一新的生物标志物可能预示着研究人员对胃癌筛查方法的范式转变。

https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-03245-y#Sec28

背景信息

 01 

胃癌（GC）仍然是全球第四大最常见的癌症和第四大癌症相关死亡原因。尽管在GC筛查、诊断和治疗方面取得了显著进展，但晚期GC的5年总体生存率仍不理想。从组织学上讲，胃肠化可以分为两种类型：完全肠化（CIM）和不完全胃肠化（IIM）。一些研究表明，IIM与肠型GC的相关性比CIM与肠型GC的相关性更强。目前使用的一些标记物，如检测幽门螺杆菌和胃蛋白酶原的血清学检测，对癌症风险的预测价值有限。因此，迫切需要更新的生物标志物来识别高危人群。明确区分CIM与IIM的精确机制并识别新的生物标志物将改善IM患者的临床管理、监测和治疗。

髓系细胞，包括巨噬细胞、单核细胞和髓系抑制细胞，是实体瘤的主要细胞类型，占肿瘤微环境中总细胞数量的近一半。其中，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）与癌症的发展和进展密切相关。与相邻的正常组织相比，TAMs在肿瘤组织中表现出更大的多样性，涵盖了广泛的亚群和状态。单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术的进步揭示了多种巨噬细胞亚群，揭示了显著的功能异质性。然而，肠道型GC中TAMs的表型和功能多样性仍需进一步研究。

研究进展

 02 

研究人员接下来研究了上皮细胞与FOLR2+巨噬细胞之间的相互作用。研究人员通过CellPhoneDB推断出CIM、IIM和EGC样本中的上皮细胞-巨噬细胞相互作用。交互分析显示，CIM、IIM和EGC组织中的上皮细胞与巨噬细胞亚群存在广泛的配体-受体结合。总的来说，免疫抑制配体，如LGALS3_MERTK和LGALS9_HAVCR2，在CIM组织中的交互强度最高，在IIM组织中的交互强度较低，在EGC组织中的交互强度最低，介于上皮细胞和FOLR2+巨噬细胞之间。就上皮细胞与FOLR2+巨噬细胞之间的交互而言，MT-RNR2-FPR3的水平最高。然而，研究人员发现高水平的MT-RNR2-FPR3相互作用存在于上皮细胞与各种巨噬细胞之间，这可能是由于在单细胞RNA测序分析过程中的线粒体基因污染所致。CellPhoneDB揭示，APP-TNFRSF21相互作用对在上皮细胞-FOLR2+巨噬细胞相互作用中高度表达。显然，APP-TNFRSF21相互作用强度在EGC肿瘤发生过程中逐渐增加。因此，研究人员进一步研究了APP-TNFRSF21轴。

图1：上皮细胞中APP的上调通过增强APP-TNFRSF21轴促进FOLR2+巨噬细胞的坏死

在IIMs和EGCs的上皮细胞中，APP mRNA水平逐渐高于CIMs的上皮细胞。免疫组织化学分析证实，与CIM样本相比，IIM和EGC样本中APP蛋白表达显著上调。此外，蛋白质免疫印迹实验分析显示，IM和AGS细胞中APP蛋白水平高于GES-1细胞。值得注意的是，相关性分析揭示，FOLR2+巨噬细胞中的上皮APP表达与FOLR2表达呈负相关。mIHC分析结果显示，EGC组织样本中APP+上皮细胞与FOLR2+巨噬细胞的空间分布接近，这表明上皮细胞与FOLR2+巨噬细胞之间存在相互作用。

研究人员推测APP+上皮细胞可能通过APP-TNFRSF21轴诱导FOLR2+巨噬细胞发生坏死。单细胞RNA测序数据证实FOLR2基因仅在巨噬细胞中特异性表达。因此，研究人员进行了FOLR2和坏死标记物p-MLKL的mIHC染色，以标记坏死的FOLR2+巨噬细胞。如图1H所示，从CIM到IIM再到EGC，组织中坏死的FOLR2+巨噬细胞的比例逐渐增加。此外，研究人员使用上皮细胞和巨噬细胞的共培养系统来研究APP-TNFRSF21轴是否在FOLR2+巨噬细胞中诱导坏死。结果显示，IM和AGS细胞可诱导FOLR2+巨噬细胞发生更多的坏死。另外，研究人员将MDMs与上皮细胞共培养，流式细胞术显示IM和AGS细胞导致FOLR2+巨噬细胞的数量减少，这种减少可通过抑制坏死的NSA逆转。这些结果表明，上皮细胞通过APP-TNFRSF21轴诱导FOLR2+巨噬细胞凋亡，从而导致EGC肿瘤发生过程中FOLR2+巨噬细胞数量减少。

结论

 03 

本研究揭示了EGC独特的免疫景观，并发现FOLR2+巨噬细胞的数量从CIM阶段逐渐减少至IIM阶段直至EGC阶段。这些发现表明FOLR2+巨噬细胞具有抗肿瘤特性，并通过抗原交叉呈递影响CD8+T细胞的细胞毒性。此外，上皮细胞通过APP-TNFRSF21轴诱导FOLR2+巨噬细胞发生坏死性凋亡。因此，本研究为阐明FOLR2+巨噬细胞介导的IM恶性转化的潜在机制提供了新的见解。此外，FOLR2+巨噬细胞水平较低的IM患者可能面临较高的GC风险，这一新的生物标志物可能预示着胃癌筛查方法的范式转变。（转化医学网360zhyx.com）

【参考资料】

https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-03245-y#Sec28

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