《Journal of Molecular Histology》：Features of the spatial organization and qualitative composition of the collagen matrix in prostate cancer
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本研究针对前列腺癌(PCa)肿瘤微环境中胶原基质的结构与功能尚不明确的问题，通过多组学方法系统分析了87例II–IV期PCa患者肿瘤组织中胶原纤维的空间构象、成熟度及COL1A1/COL3A1表达特征。结果发现胶原纤维长度、宽度减小与肿瘤分期、转移显著相关，而纤维排列有序度、密度及COL3A1高表达提示不良预后。该研究为PCa基质微环境提供了新的生物标志物，并为靶向胶原重构的治疗策略奠定理论基础。
在男性恶性肿瘤中，前列腺癌(PCa)一直是全球范围内的重大健康负担。尽管诊断手段不断进步，但肿瘤的异质性和微环境的复杂性仍是影响治疗效果与预后的关键因素。近年来，科学家们逐渐认识到，肿瘤微环境(TME)不仅是癌细胞生长的“土壤”，更是调控肿瘤侵袭、转移及药物反应的核心参与者。其中，细胞外基质(ECM)作为TME的重要组成部分，尤其是胶原蛋白的组成与结构变化，被认为在多种实体瘤（如乳腺癌、胰腺癌）的恶性进展中发挥关键作用。然而，在前列腺癌中，胶原基质的空间构象与分子特征如何影响疾病进程，仍缺乏系统性的研究。
为此，来自乌克兰国家科学院实验病理学、肿瘤学与放射生物学研究所的Taras Zadvornyi团队在《Journal of Molecular Histology》上发表了一项深入研究，旨在揭示前列腺癌组织中胶原基质在空间组织与定性组成方面的特征，并探讨这些参数与患者临床病理特征之间的关联。该研究不仅填补了前列腺癌基质构象定量数据的空白，也为开发基于基质微环境的新型预后指标提供了实验依据。
研究人员采用多种关键技术手段对87例未经治疗的前列腺癌患者的肿瘤组织样本进行了系统分析。这些样本覆盖II–IV期疾病，具备完整的临床病理资料。实验方法包括Masson三色染色与Picrosirius Red染色分别用于胶原定位与成熟度评估，结合图像分析软件（CurveAlign与ImageJ）对胶原纤维的长度、宽度、排列角度、密度等参数进行量化；同时利用偏振光显微镜计算胶原成熟指数(CMI)；并通过免疫组织化学检测COL1A1与COL3A1的表达水平。统计方法除常规差异检验外，还采用主成分分析(PCA)与t-SNE进行多维数据可视化，Spearman相关分析探索各参数间的联系。
胶原空间构象参数与临床病理特征显著相关
研究发现，胶原纤维的长度和宽度在晚期肿瘤（IV期、T4类别）、存在盆腔淋巴结或远处转移的患者中显著减小。相反，胶原纤维的密度与排列有序度在转移组及PSA >10 ng/mL的患者中明显升高。纤维的取向角度与Gleason评分8–10及Grade Group 5呈正相关，提示高度恶性肿瘤中胶原结构更趋向有序排列。PCA与t-SNE分析进一步显示，患者可根据胶原构象参数明显聚为不同临床亚组，说明胶原结构在区分疾病状态方面具有潜在价值。
胶原成熟度下降与转移相关
通过Picrosirius Red染色评估胶原纤维的成熟程度，研究人员发现转移性前列腺癌组织的胶原成熟指数(CMI)显著低于非转移组。而在高Gleason评分(≥7)和Grade Group 4的肿瘤中，CMI值较高，说明胶原成熟度与肿瘤分化状态存在复杂关联。该结果表明，胶原在质方面的变化同样参与疾病进程，且不同类型胶原的比例变化可能影响基质的力学特性与信号传导。
COL1A1与COL3A1表达具有不同临床意义
免疫组化结果显示，COL1A1与COL3A1在肿瘤间质中表达分布不均，且COL3A1在部分肿瘤细胞中也有表达。进一步定量分析揭示，COL1A1的高表达主要与T3期肿瘤和高PSA水平相关；而COL3A1的高表达则显著关联于转移状态、高Gleason评分(8–10)及Grade Group 4–5。这说明两种胶原在前列腺癌进展中可能通过不同机制发挥作用，COL3A1尤其可能在促进侵袭与转移中扮演重要角色。
多参数相关性揭示胶原构象与疾病进程的整体关联
通过构建胶原参数与临床指标的相关矩阵，研究发现胶原纤维长度、宽度与转移呈负相关；纤维排列有序度、密度与肿瘤分期、转移、分级均呈正相关。CMI与Gleason评分正相关，而与纤维密度负相关。COL1A1表达与肿瘤分期、T类别正相关；COL3A1则与转移、分级指标密切相关。这些结果整体说明，在前列腺癌进展过程中，胶原基质不仅在量上增加或重排，更在质上发生明显转变，共同塑造了有利于肿瘤侵袭与转移的微环境。
综上所述，该研究通过系统分析前列腺癌中胶原基质的空间构象与分子组成，揭示了胶原纤维的形态特征、排列方式、成熟度以及COL1A1/COL3A1表达与肿瘤分期、转移、分级等关键临床指标之间的密切关联。这些发现不仅深化了对前列腺癌基质微环境的认识，也提示胶原参数可作为预测疾病进展的新型生物标志物。未来，针对胶原重构过程的干预可能成为抑制前列腺癌转移的新策略，尤其在联合现有治疗方法时具有重要转化价值。尽管研究存在样本来源单一、染色方法依赖操作标准等局限，其多维定量分析框架仍为后续研究提供了重要方法论参考。
