La secuenciación del transcriptoma unicelular revela el mecanismo de los fibroblastos que promueve el cáncer
La secuenciación del transcriptoma unicelular revela una clase de fibroblastos asociados a tumores asociados con manifestaciones clínicas adversas del cáncer gástrico.
La secuenciación de ARN unicelular revela subpoblaciones de fibroblastos asociados a infiltración precancerosa asociada con resultados clínicos adversos en pacientes con cáncer gástrico
Publicado en el Journal of Theranostics
Factor de impacto 11.556
Publicado por la Academia China de Ciencias Médicas/Instituto de Ciencias Médicas Básicas, Universidad Médica Unión de China.
Antecedentes de la investigación
Según las estadísticas de 2020, el cáncer gástrico (CG) es el quinto cáncer más común en el mundo y la mediana de supervivencia de los pacientes avanzados es inferior a un año. Por tanto, es necesario mejorar el nivel del tratamiento del cáncer gástrico. En los últimos años han surgido uno tras otro fármacos dirigidos a las células estromales tumorales, pero sólo unos pocos pacientes y tipos de tumores son eficaces. Una gran cantidad de estudios han demostrado que los fibroblastos asociados a tumores (CAF) tienen efectos promotores del cáncer y pueden convertirse en objetivos potenciales para el tratamiento de tumores. Sin embargo, la heterogeneidad y el mecanismo de los CAF en el cáncer gástrico no están claros, lo que dificulta la investigación y el desarrollo de fármacos anti-CAF. Para abordar este tema, este artículo analiza exhaustivamente los tipos, funciones y distribución espaciotemporal de los CAF en tejidos de cáncer gástrico.
Ideas de investigación
Conclusiones principales
Los investigadores estudiaron 8 pacientes con cáncer gástrico temprano (3 casos de tipo intestinal, 3 casos de tipo difuso y 2 casos de tipo de tipo mixto). mastocitos (Figura 2). Al analizar las células tumorales y su microambiente, y comparar las diferencias y subtipos entre el tejido canceroso y las células estromales adyacentes, se extrajeron las siguientes conclusiones principales.
1.? Las células epiteliales del cáncer gástrico son heterogéneas entre los pacientes.
Las células epiteliales son la principal fuente de células tumorales y el análisis de subgrupos mostró que las células epiteliales son muy heterogéneas entre los pacientes (Figura 3A-C). El análisis de enriquecimiento diferencial mostró que los genes relacionados con el desarrollo maligno, como la proliferación celular, la respuesta al trauma y la vía NF-κB, se expresaban altamente en las células epiteliales tumorales. Y una cierta proporción de células epiteliales tumorales expresan algunos genes marcadores de transición epitelial a mesenquimatosa (p-EMT) (Figura 3D-E), que los autores anotaron como una población de células EMT (Figura 3F). El estado de la EMT es un marcador importante asociado con la progresión e invasión del tumor.
2.? En el cáncer gástrico existe una transición endotelial-mesenquimatosa.
Las células endoteliales son un componente importante del tejido vascular y del tejido linfoide. Los autores analizaron subpoblaciones de células endoteliales y definieron 1 población leptomeníngea intralinfática y 11 poblaciones leptomeníngeas intravasculares (Figura 4A-B). El análisis de enriquecimiento diferencial mostró que las vías de adhesión celular y reorganización de la matriz extracelular se expresaban altamente en las células endoteliales tumorales (Figura 4C). El análisis de subgrupos mostró que el subgrupo 4 expresaba genes característicos de células endoteliales y también expresaba genes característicos de fibroblastos (Fig. 4D-G). Un análisis adicional de series cuasi temporales mostró que la subpoblación 4 es una subpoblación de células en transición de células endoteliales a células mesenquimales (EndMT) (Figura 4H, I). La investigación muestra que EndMT desempeña un papel en la progresión del tumor. El análisis de enriquecimiento diferencial de estos datos también mostró que las células EndMT expresan en gran medida las vías de desarrollo de tumores en el cáncer gástrico. Todos estos datos sugieren que EndMT puede estar involucrado en la regeneración vascular durante el desarrollo del cáncer gástrico.
3.? Las subclases de fibroblastos promueven la invasión tumoral
Los fibroblastos son un componente importante del microambiente tumoral. Los autores dividieron la población de fibroblastos en miofibroblastos, pericitos, CAF de matriz extracelular (ecaf) y CAF inflamatorio (icaf) (Figura 5A-B).
El análisis de enriquecimiento diferencial confirmó el papel de cuatro fibroblastos, especialmente dos CAF, en la progresión del tumor (Figura 5C). iCAF expresa en gran medida vías de respuesta inflamatoria, lo que sugiere que iCAF puede interactuar con las células inmunitarias. En los eCAF, los genes de invasión tumoral y las vías de remodelación de la matriz extracelular (ECM) están altamente expresados (Figura 5D), entre los cuales el gen POSTN altamente expresado se asocia significativamente con un mal pronóstico tumoral (Figura 5E). Los investigadores también confirmaron mediante inmunohistoquímica que tanto los eCAF como los iCAF estaban enriquecidos alrededor de la glándula tumoral y la interfaz de invasión del tumor. El análisis anterior muestra que los eCAF y los iCAF pueden promover la progresión e invasión del tumor.
4.? El microambiente del cáncer gástrico es inmunosupresor.
Para analizar el microambiente inmunológico del cáncer gástrico, los investigadores dividieron las células inmunes en grupos. Las células T se clasificaron en ocho subtipos, con subpoblaciones de células T agotadas y células T reguladoras (Treg) altamente expresadas en tumores (Fig. 6A-B). La verificación inmunohistoquímica mostró que los ganglios linfáticos tumorales estaban enriquecidos con células T agotadas y Tregs (Fig. 6C-D). Existen diferencias obvias en las subpoblaciones de células B y macrófagos en el tejido paracanceroso y el tejido canceroso. Entre ellas, las células B iniciales se encuentran en un estado de apoptosis y los macrófagos asociados a tumores (TAM) expresan vías reguladoras de la infiltración de células inmunitarias, como la migración de linfocitos. y presentación de antígenos.
5.? Interacciones dinámicas entre células en el microambiente del cáncer gástrico
Usando CellPhoneDB para analizar las interacciones dinámicas entre las células en el microambiente del cáncer gástrico, se encontró que en los tejidos cancerosos y paracancerosos, las células endoteliales, los fibroblastos y las células inmunes existen Existe una fuerte interacción entre ellos (Figura 7A-C). Entre ellos, los iCAF interactúan con las células inmunitarias a través de quimiocinas, factores inflamatorios y ligandos de receptores inmunomoduladores, y son responsables del reclutamiento de linfocitos. La inmunohistoquímica mostró que los iCAF estaban ubicados en el tejido similar a un ganglio linfático del tumor (Fig. 7D). Por otro lado, los eCAF mostraron * * * localización en macrófagos M2 (Fig. 7E). El cultivo in vitro y los experimentos de Transwell también demuestran que los ECAF tienen una gran capacidad de proliferación y pueden reclutar macrófagos M2. Además, el estudio también encontró que el cáncer gástrico difuso exhibe cuatro fenotipos altos (alta transición epitelial-mesenquimal (EMT), alta proporción de células mesenquimales, alta infiltración de células inmunes y alto agotamiento de células T), lo que resulta en un microambiente inmunosupresor de cáncer gástrico difuso. cáncer y el pronóstico clínico es malo.
Resumen
Este artículo analizó la heterogeneidad del cáncer gástrico mediante la secuenciación del transcriptoma unicelular de cáncer gástrico y tejido adyacente de 8 pacientes con cáncer gástrico temprano, centrándose en el estudio de los fibroblastos. Regulación celular de inmunidad, invasión, metástasis y angiogénesis en el microambiente tumoral. Se descubrió que los iCAF reclutan células T para infiltrarse en tumores a través de quimiocinas, mientras que los eCAF pueden remodelar la matriz extracelular, atraer macrófagos M2 y promover la invasión y metástasis del tumor. Este estudio proporciona una base de pronóstico para pacientes con cáncer gástrico y también identifica tipos de células diana que pueden usarse para el tratamiento del cáncer gástrico.
Referencias:
Li X, Sun Z, Peng G, Xiao Y, Guo J, Wu B, Li X, Zhou W, Li J, Li Z, Bai C, Zhao L, Han Q, Zhao RC, Wang X. La secuenciación de ARN unicelular revela una subpoblación de fibroblastos preinvasivos asociados con cáncer asociado con un mal pronóstico clínico en pacientes con cáncer gástrico. ? Teranóstica. 1 de enero de 2022; 12(2): 620-638.doi:10.7150/th no 60540. PMID: 34976204; PMCID: PMC8692898.