《Hepatology》:The role of angiotensin-converting enzyme inhibitors and angiotensin receptor blockers in managing metabolic dysfunction–associated steatotic liver disease
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本综述通过整合大规模单细胞RNA测序(scRNA-seq)与转录组数据,重新定义了肝癌(HCC)的分子分型,发现侵袭性亚型(MS1)由高增殖活性细胞簇(cluster 1)与代谢异常细胞簇(cluster 3/4/5)共同构成,其形成受p53突变和MYC信号激活驱动,并伴随血管包裹肿瘤簇(VETC)结构和T细胞排斥的免疫抑制微环境。研究通过构建基因编辑小鼠模型验证了该亚型对血管靶向药物(如lenvatinib)联合PD-1抑制剂的协同敏感性,为精准治疗提供新策略。
背景与目的
肝细胞癌(HCC)是全球高发恶性肿瘤,其异质性给治疗带来挑战。近年来,单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术的发展为解析HCC的细胞组成和基因调控网络提供了新工具。本研究旨在通过整合大规模单细胞与转录组数据,细化HCC分子分型,并探索侵袭性亚型的特征与治疗靶点。
方法
研究整合了国际癌症基因组联盟(ICGC)中LICA-FR、LIHC-US和LIRI-JP队列的691例HCC样本的转录组数据,以及6个scRNA-seq数据集中的228,564个活细胞数据。通过Harmony算法校正批次效应,利用UMAP进行降维可视化,并采用Leiden算法进行细胞分群。基因调控网络分析使用RTN和pySCENIC工具,细胞类型注释通过CellTypist程序完成。此外,通过CRISPR/Cas9技术构建Trp53基因敲除联合MYC过表达的小鼠肝癌模型(3H3PM),并评估其肿瘤生成、转移能力及免疫微环境特征。
结果
1. HCC分子分型的单细胞解析
单细胞分析将HCC上皮细胞分为5个主要亚群:高增殖活性的cluster 1、Wnt/β-catenin信号激活的cluster 2、糖酵解增强的cluster 3以及脂质代谢异常的cluster 4和5。侵袭性亚型MS1由cluster 1与cluster 3/4/5组合构成,其基因调控网络以p53和MYC为核心,并伴随G2/M检查点相关基因(如CCNB1、CDK1)的高表达。免疫细胞分析显示MS1亚型中T细胞显著耗竭,而巨噬细胞浸润增加。
2. 小鼠模型模拟侵袭性HCC特征
Trp53敲除联合MYC过表达的3H3PM细胞在免疫健全小鼠中形成具有宏观梁状结构(MT)和血管包裹(VE)的肿瘤,并伴随肝转移倾向。组织学分析显示,MT/VE结构的形成与CD31+内皮细胞包裹相关,且肿瘤内部CD3+T细胞浸润显著减少。早期阶段(接种后14天)肿瘤内可见T细胞浸润,但随着MT/VE结构形成(第21天),T细胞被排斥,提示血管结构参与免疫逃逸。
3. 血管生成因子ANGPTL2与IL11的作用
RNA-seq分析发现,3H3PM细胞中血管生成相关基因ANGPTL2和IL11表达显著上调。基因敲除实验表明,Angptl2或Il11的缺失可破坏MT/VE结构,并促进CD8+T细胞浸润。进一步机制研究显示,MYC可直接结合Il11启动子区域,调控其表达。
4. 联合治疗策略的有效性验证
在3H3PM移植瘤模型中,抗血管生成药物lenvatinib可破坏MT/VE结构并部分招募T细胞,但单独使用抗PD-1抗体无效。而lenvatinib联合抗PD-1抗体治疗后,肿瘤完全消退,且T细胞功能恢复。临床案例中,MT/VE-HCC患者接受atezolizumab(抗PD-L1)联合bevacizumab(抗VEGF)治疗后,肿瘤缩小且血清DCP水平下降,印证了临床转化潜力。
结论
本研究通过多组学整合分析揭示了HCC侵袭性亚型(MS1)的细胞组成与分子特征,证实p53/MYC信号轴通过调控血管生成因子(如IL11)驱动MT/VE结构形成和免疫排斥。靶向血管生成联合免疫检查点抑制剂可逆转该亚型的免疫抑制微环境,为HCC精准治疗提供新方向。