针对头颈鳞癌（HNSCC）中癌症相关成纤维细胞（CAFs）介导程序性细胞死亡（PCD）抵抗及免疫抑制微环境的关键机制不明问题，本研究通过多组学整合与实验验证，揭示脂质转运酶前列腺素D合酶（PTGDS）作为CAF相关关键调控因子，通过上调趋化因子（C-X-C基序）配体13（CXCL13）促进B细胞免疫浸润并抑制肿瘤恶性表型，为HNSCC早期诊断与免疫治疗提供新靶点。

《MEDIATORS OF INFLAMMATION》：Low PTGDS Expression Facilitates HNSCC by Suppressing Programmed Cell Death and Reducing B Cell–Mediated Immune Responses

为解决头颈鳞癌（HNSCC）中癌症相关成纤维细胞（CAFs）介导程序性细胞死亡（PCD）抵抗及免疫抑制微环境机制不清的问题，研究人员整合单细胞测序、空间转录组与机器学习，结合体外功能实验及50例HNSCC患者队列，发现PTGDS通过上调CXCL13增强B细胞浸润，抑制肿瘤增殖侵袭并促进凋亡，为HNSCC诊疗提供新靶点。

　　

头颈鳞癌（HNSCC）作为全球第六大常见恶性肿瘤，每年新增病例超过75万，却因缺乏可靠分子标志物、肿瘤生长快、淋巴结转移率高，多数患者确诊时已至晚期，5年生存率仅约50%。更棘手的是，部分患者对放化疗和免疫治疗表现出显著耐药性，这背后除了实体瘤的异质性，复杂的肿瘤微环境（TME）调控是关键——其中癌症相关成纤维细胞（CAFs）作为TME的核心基质细胞，不仅能通过细胞外基质重塑、血管生成促进肿瘤进展，还能抑制免疫浸润、帮助肿瘤逃避免疫监视，但其介导程序性细胞死亡（PCD）抵抗的具体机制始终未明。而前列腺素D合酶（PTGDS）虽在肺癌、胃癌中被发现与肿瘤进展相关，却在HNSCC中的作用仍是空白。正是这些未解之谜，促使研究团队开展了一项整合生物信息学、机器学习与实验验证的系统研究，最终揭示了PTGDS作为CAF相关关键调控因子，通过连接PCD抵抗与B细胞免疫调节抑制HNSCC的新机制，相关成果发表在《MEDIATORS OF INFLAMMATION》。

研究主要采用的技术方法包括：整合24例HNSCC单细胞测序样本、TCGA bulk RNA测序数据及空间转录组数据；利用Seurat进行细胞聚类，Monocle2开展CAF亚群拟时序轨迹分析；通过随机森林算法评估基因预后重要性；采用ssGSEA和CIBERSORT分析TCGA样本免疫细胞浸润；对Cal 27和SCC 9细胞系进行PTGDS过表达功能实验（CCK8、平板克隆、Transwell、划痕、流式凋亡检测）；Western blotting验证蛋白表达；纳入50例HNSCC患者石蜡标本行免疫组化分析临床病理关联。

3.1. 32 CAF-Related PCD Regulatory Genes Were Identified

研究整合24例HNSCC单细胞测序数据，经质控后保留73660个细胞，通过Seurat聚类注释出6大细胞群体（T/NK细胞、髓系细胞、上皮细胞、成纤维细胞、B细胞、肥大细胞），其中上皮、成纤维和B细胞异质性显著。提取成纤维细胞矩阵进一步聚类，鉴定出7个CAF亚群（PENK+myCAFs、CKS2-iCAFs、PTN+myCAFs、CKS2+iCAFs、CENPF-/MYLPF-myCAFs、CENPF+myCAFs、MYLPF+myCAFs）。拟时序分析显示CENPF+myCAFs和CENPF-/MYLPF-myCAFs为早期祖细胞，CKS2+iCAFs和PENK+myCAFs为终末分化亚群。结合1255个PCD相关基因的单基因Cox回归筛选出113个预后相关基因，再通过差异基因分析获得32个兼具预后价值且随CAF分化表达变化的CAF相关PCD调控基因，热图显示其表达沿分化轨迹呈3种动态变化模式。

3.2. PTGDS and SQLE Were Closely Related to the Prognosis of HNSCC

随机森林模型显示PTGDS、CDKN2A、SQLE是影响HNSCC预后的前三位基因。TCGA数据分析表明，PTGDS在HNSCC组织中显著低表达，SQLE和CDKN2A高表达；生存曲线显示高PTGDS患者预后更好，高SQLE患者预后更差，多变量Cox回归证实PTGDS（HR=0.75，95%CI 0.57–0.99，p=0.04）和SQLE（HR=1.56，95%CI 1.19–2.06，p<0.01）具有独立预测价值。免疫细胞浸润分析显示，高PTGDS组富集活化B细胞、活化CD4+T细胞、活化CD8+T细胞及NK细胞，高SQLE组则呈免疫抑制表型。空间转录组进一步揭示PTGDS与SQLE在HNSCC切片中呈互斥表达。

3.3. PTGDS and SQLE Were Closely Related to the Immune Microenvironment of HNSCC

PTGDS与SQLE表达呈显著负相关（Pearson相关）。基于两者表达水平通过NMF将TCGA患者分为两组：C1（高PTGDS、低SQLE）和C2（低PTGDS、高SQLE）。差异基因分析显示C1组富集免疫细胞相关通路，高表达B细胞标志物CD79A、CD79B及免疫球蛋白基因IGHA1、IGHG3，且CXCL13显著高表达；KEGG富集显示C2组富集细菌感染、雌激素信号及MAPK通路。CIBERSORT分析证实C1组富含初始B细胞、浆细胞和CD8+T细胞。

3.4. PTGDS Promoted Apoptosis and Inhibited the Malignant Phenotype of HNSCC

体外实验显示，PTGDS过表达显著抑制Cal 27和SCC 9细胞增殖（CCK8，p<0.05）、克隆形成能力（平板克隆，p<0.05），并抑制侵袭（Transwell）和迁移（划痕实验，p<0.05）；流式细胞术证实PTGDS过表达促进肿瘤细胞凋亡（p<0.05），表明PTGDS通过抑制恶性表型、促进凋亡发挥抑癌作用。

3.5. PTGDS Promoted CXCL13 Expression and Is Closely Related to Patients’ Clinicopathological Characteristics and Prognosis

Western blotting证实PTGDS过表达显著上调CXCL13蛋白水平（p<0.05）。免疫组化显示PTGDS主要定位于细胞间质，高表达患者预后更好；CXCL13高表达同样与良好预后相关。临床病理分析显示，PTGDS表达与原发肿瘤大小、淋巴结转移、TNM分期、组织分化程度相关（p<0.05）；CXCL13表达与原发肿瘤大小、淋巴结转移、TNM分期相关（p<0.05）。卡方检验表明PTGDS与CXCL13表达呈正相关（p<0.05）。

研究结论与讨论部分指出，HNSCC作为全球重大公共卫生问题，CAFs通过介导PCD抵抗和免疫抑制促进进展，而PTGDS作为CAF相关关键调控因子，其低表达通过双重机制驱动HNSCC：一方面抑制肿瘤细胞PCD，促进克隆形成、增殖、迁移和侵袭；另一方面下调CXCL13，减少B细胞等免疫细胞浸润，形成免疫抑制微环境。该研究首次阐明PTGDS-CXCL13轴在HNSCC中连接CAF介导的PCD抵抗与B细胞免疫调节的机制，为HNSCC早期诊断（PTGDS作为生物标志物）和免疫治疗（靶向PTGDS恢复B细胞浸润）提供了新策略。尽管存在实验验证有限的不足，但研究整合多组学与临床样本，为后续探索PTGDS下游靶点和体内药效研究奠定了基础，具有重要转化意义。