重大进展任善成团队Nature子刊

前列腺癌是男性泌尿系统最常见的恶性肿瘤，我国前列腺癌发病率和死亡率近年来呈急剧上升态势，在东部沿海地区已跃居恶性肿瘤发病率第四位，严重威胁男性生命健康。

前列腺癌具有较大的临床异质性，多数前列腺癌临床进展缓慢，患者可长期生存；但部分患者并可迅速发生淋巴结和骨转移并对雄激素剥夺疗法耐药，形成去势抵抗型前列腺癌（castration-resistantprostatecancer,CRPC），后者病死率高且目前缺乏有效的治疗手段。

同时，前列腺癌是经典的「冷肿瘤」，肿瘤内杀伤性T细胞浸润少，抑制性免疫细胞和基质细胞较多，因此前列腺癌微环境的全面解析具有重要的临床和科研价值。

00年月9日，医院任善成教授联合加拿大多伦多大学HoushengHansenHe教授和医院王建华教授在NatureCellBiology杂志发表了题为Singlecellanalysisrevealsonsetofmultipleprogressionassociatedtranscriptomicremodellingsinprostatecancer的研究论文。

图片来源：NatureCellBiology

该研究利用单细胞转录组测序技术，系统绘制了前列腺癌的转录组图谱，阐明了肿瘤微环境中多种与疾病进展相关的细胞亚群和转录水平改变，解析了前列腺癌的高度异质性，对治疗靶点的确定和侵袭性肿瘤生物标志物的开发提供了开阔的思路。

研究内容：

单细胞转录组学图谱的构建

作者利用单细胞测序技术对例前列腺癌原发灶和例前列腺癌淋巴结转移灶样本进行了单细胞转录组测序，共获得36,44个单细胞的数据集，注释了上皮细胞、成纤维细胞、单核-巨噬细胞系、内皮细胞、肥大细胞、T细胞等主要的细胞群体。

图片来源：NatureCellBiology

上皮细胞与前列腺癌单细胞分子分型

通过对上皮细胞进行进一步的分群可得到6个亚群。作者结合乳腺癌的PAM50分型及前列腺上皮细胞的既往研究，注释了基底型上皮细胞亚群（Cluster0，Basal/Intermediate），该群特异性表达转录因子CCL，和一个处于有丝分裂G/M期的上皮细胞亚群（Cluster），该群被命名为细胞周期相关型细胞（CellCycle）。

作者进一步研究了这两种分子分型与前列腺癌患者临床预后的关系，发现基底型上皮细胞亚群的分子特征与前列腺癌患者的较好预后相关，而细胞周期相关型细胞亚群则与不良预后相关。

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T细胞表达前列腺特异性抗原PSA

研究者进一步深入研究了前列腺肿瘤内浸润的T细胞，将其细分7个细胞亚群。

KLK3为前列腺特异抗原PSA的编码基因，是前列腺癌临床诊疗常用的分子标记物，一般认为只在前列腺上皮细胞中表达。然而研究者发现KLK3在3个T细胞亚群中特异性高表达，这些T细胞群体的细胞外囊泡运输相关通路被激活，提示肿瘤分泌的外泌体将KLK3转移从癌细胞转移至T细胞。通过RNA荧光原位杂交、免疫荧光等实验，研究者发现了表达PSA/KLK3的T细胞，证明了该信号传递途径的可行性。

研究者还通过深入挖掘已发表的单细胞转录组公共数据发现，在肾细胞癌、结直肠癌、非小细胞肺癌、头颈部鳞癌等多种肿瘤中，T细胞均表达相对应的肿瘤标记物，提示肿瘤细胞利用其自身的标记物来影响免疫细胞的功能是一个普遍的现象。

图片来源：NatureCellBiology

单细胞测序发现了微转移和转移前癌巢

研究者在论文中汇报了一个十分有趣的病例：一例高危前列腺癌患者的影像及术后病理均提示左右两侧闭孔淋巴结为阴性。然而，研究者通过单细胞转录组测序，发现其左侧淋巴结中存在恶性上皮细胞，并且T细胞普遍高表达KLK3，即左侧淋巴结已发生了临床无法识别的微转移（micrometastasis）；而尽管右侧淋巴结组织中没有发现恶性上皮细胞，却已经出现了T细胞高表达KLK3的现象，提示肿瘤微环境可能已经形成了「转移前癌巢」结构（pre-metastaticniche）。

图片来源：NatureCellBiology

活化内皮细胞与耐药性形成密切相关

作者进一步研究内皮细胞（EC），发现其中有一部分高表达肿瘤相关性成纤维细胞（CAF）的相关特征基因，且与上皮细胞、成纤维细胞都有广泛的细胞间通讯，因此命名为活化内皮细胞（aECs）。

研究者进一步正常前列腺、惰性前列腺癌样本及CRPC肿瘤组织样本进行了单细胞转录组测序，通过拟时序分析发现aEC的比例随肿瘤进展至CRPC逐步升高，aEC细胞亚群大部分均来源于CRPC样本，表明aEC细胞亚群与前列腺癌进展为CRPC密切相关。

图片来源：NatureCellBiology

研究总结

该研究通过单细胞转录组测序技术，揭示了前列腺癌发生发展各个时期的肿瘤细胞和所有微环境细胞亚群的动态变化。

值得一提的是，该研究还更新了对肿瘤标记物的理解，对前列腺癌新型治疗策略和肿瘤生物标记物的开发具有重大价值。