《Frontiers in Immunology》：M2 macrophage infiltration drives tumor progression and identifies a multigene prognostic signature in esophageal cancer
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本研究通过整合食管癌（EC）的单细胞RNA测序（scRNA-seq）和批量RNA测序（bulk RNA-seq）数据，揭示M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）驱动肿瘤进展的关键作用，并构建包含SPINK5、A2ML1、IL1RN和IL36G的四基因预后模型。实验验证表明，沉默IL1RN和IL36G可抑制M2极化，进而减弱食管癌细胞的增殖、迁移、侵袭及上皮-间质转化（EMT）。该研究为食管癌的免疫微环境调控提供了新靶点，且基因标签具有独立预后预测价值。
研究背景与目的
食管癌（EC）作为高死亡率消化道肿瘤，其肿瘤微环境（TME）中免疫细胞异质性显著影响预后。本研究旨在阐明M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在EC进展中的机制，并构建M2巨噬细胞相关基因标签用于预后预测。
方法学创新
联合分析GEO与TCGA数据库中的scRNA-seq和bulk RNA-seq数据，通过Seurat和SingleR进行细胞注释，利用CIBERSORT和ssGSEA量化免疫浸润。采用加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选M2巨噬细胞相关模块基因，并与差异表达基因（DEGs）取交集，最终通过多变量Cox回归建立四基因（SPINK5、A2ML1、IL1RN、IL36G）预后模型。功能实验通过体外共培养体系和裸鼠移植瘤模型验证基因功能。
核心发现
- 1.
细胞异质性图谱：scRNA-seq鉴定出12种细胞类型，巨噬细胞为最主要免疫群体，M2亚型占主导且与患者生存负相关。
- 2.
预后模型构建：风险评分公式为：风险评分=0.67×SPINK5表达量+(-0.54)×A2ML1表达量+0.41×IL36G表达量+(-0.84)×IL1RN表达量。模型将患者分为高风险组和低风险组，低风险组总生存期显著延长（风险比HR=2.01, P<0.01），受试者工作特征曲线（ROC）曲线下面积（AUC）达0.677。
- 3.
基因功能验证：
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临床样本免疫荧光显示IL1RN和IL36G与M2标志物CD163共定位，且在肿瘤组织中高表达。
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体外实验中，沉默巨噬细胞的IL1RN或IL36G后，共培养的EC109和TE-1细胞增殖（CCK-8法）、迁移（划痕实验）及侵袭（Transwell实验）能力均下降，且上皮标志物E-钙黏蛋白（E-cadherin）上调，间质标志物N-钙黏蛋白（N-cadherin）和波形蛋白（Vimentin）下调。
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动物实验中，沉默IL1RN或IL36G可抑制移植瘤生长（肿瘤体积和重量减少）及肺转移（活体成像信号减弱），并降低Ki-67阳性率和EMT相关蛋白表达。
机制与意义
IL1RN（编码IL-1受体拮抗剂）和IL36G（白细胞介素36γ）通过调控巨噬细胞M2极化影响EC恶性表型。四基因标签不仅为EC预后分层提供工具，更提示靶向M2巨噬细胞相关通路（如IL-1信号通路）的治疗潜力。研究局限性包括模型预测精度需多中心数据验证，及体内实验未实现巨噬细胞特异性基因敲除。
结论
M2巨噬细胞相关基因标签（SPINK5/A2ML1/IL1RN/IL36G）是EC可靠的预后指标，其中IL1RN和IL36G作为关键调控因子，其沉默可抑制M2极化及肿瘤进展，为EC免疫治疗提供新方向。
