類器官解析膽管癌的異質(zhì)性及肝外膽管癌祖細(xì)胞生態(tài)位

近日，海軍軍醫(yī)大學(xué)附屬東方肝膽醫(yī)院/國家肝癌科學(xué)中心王紅陽院士、付靜教授團(tuán)隊在《Journal of Hematology & Oncology》上發(fā)表研究，利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、空間轉(zhuǎn)錄組、類器官及小鼠模型揭示了不同膽管癌亞型之間的細(xì)胞和微環(huán)境差異，并鑒定到一群eCCA 特異性的基底樣 LY6D+腫瘤細(xì)胞亞群，富含ISG15分子的微環(huán)境有助于提高eCCA 細(xì)胞的干性、基底樣特征和耐藥性，突出了其在維持LY6D+祖細(xì)胞生態(tài)位中的關(guān)鍵作用，這些發(fā)現(xiàn)有助于CCAs 的新型預(yù)后生物標(biāo)志物、治療靶點和治療策略的開發(fā)。

 
發(fā)表時間：2025.6
期刊名稱：Journal of Hematology & Oncology
影響因子：29.5
研究樣本：慢性膽道炎癥，iCCA，eCCA-P，eCCA-D 
實驗平臺：scRNA-seq、空間ISS，PDO 

01 臨床困局：解析膽管癌亞型異質(zhì)性

膽管癌（CCA）分為肝內(nèi)膽管癌（iCCA）和肝外膽管癌（eCCA）。eCCA進(jìn)一步細(xì)分為肝門部膽管癌（eCCA-P）和遠(yuǎn)端膽管癌（eCCA-D），并且從胚胎學(xué)角度來看iCCA源于肝母細(xì)胞，eCCA起源于前腸內(nèi)胚層，但由于解剖位置的局限性導(dǎo)致組織獲得較為困難，進(jìn)而影響了其多組學(xué)水平的異質(zhì)性研究。
 
02 研究思路

 
03 主要結(jié)論

1. 單細(xì)胞解析CCA亞型異質(zhì)性圖譜

該研究對7例iBT，8例iCCA，9例eCCA-P，4例eCCA-D病人進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序，共獲得 109,071細(xì)胞，進(jìn)一步注釋之后發(fā)現(xiàn)不同疾病和不同病人之間存在顯著的異質(zhì)性，其中eCCA-D亞型中顯著富集了施旺細(xì)胞和肥大細(xì)胞，而淋巴細(xì)胞則主要在腫瘤樣本中較為豐富。

 
2. CNVlow的上皮細(xì)胞揭示CCA亞型具有不同的致癌驅(qū)動程序

對CNVlow的上皮細(xì)胞進(jìn)行亞群分析，發(fā)現(xiàn)在BTC中存在胃樣、腸樣和炎性樣上皮細(xì)胞的功能說明其正常再生途徑已被劫持，而腫瘤中CNVlow的上皮細(xì)胞則在iCCAs、eCCA-Ps 和 eCCA-Ds中分別表現(xiàn)出間充質(zhì)樣、發(fā)育和免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞狀態(tài)，說明不同 CCA 亞型的致癌作用可能是由不同的過程驅(qū)動的。

 
3. 惡性腫瘤細(xì)胞不同的表達(dá)程序與腫瘤的預(yù)后有關(guān)

進(jìn)一步對惡性細(xì)胞進(jìn)行NMF分析，得到7個程序模塊，其中iCCA表現(xiàn)為衰老程序，eCCA則表現(xiàn)為腺體和 IFN響應(yīng)程序，進(jìn)一步將樣本按照7個MP分類后進(jìn)行聚類，得到4種亞型，其中增殖亞型和IFN響應(yīng)亞型與更差的預(yù)后相關(guān)，衰老亞型與更好的生存結(jié)局相關(guān)，而IFN應(yīng)答亞型主要在eCCA中富集，這些結(jié)果將CCA的不同亞型與其臨床結(jié)局進(jìn)行了關(guān)聯(lián)。

 
4. 類器官庫藥物篩選實驗揭示惡性腫瘤細(xì)胞不同的表達(dá)程序與腫瘤的精準(zhǔn)治療療效有關(guān)

接下來研究者利用類器官模型來驗證這四個亞型的精準(zhǔn)治療策略，首先建立了16個類器官穩(wěn)定株，并根據(jù)亞型進(jìn)行了175種化合物篩選，發(fā)現(xiàn)IFN響應(yīng)亞型始終表現(xiàn)出更高的耐藥性，而衰老和腺體亞型通常表現(xiàn)出更高的藥物敏感性。

 
5. eCCA中鑒定到一群eCCA 特異性的基底樣 LY6D+祖細(xì)胞腫瘤細(xì)胞亞群

惡性腫瘤細(xì)胞亞群分析及軌跡分析，發(fā)現(xiàn)c7 群在eCCA中特有，具有發(fā)育和干性特征，并且位于軌跡的起始端，其高表達(dá)的LY6D等相關(guān)基因隨著軌跡方向逐漸下降，并且c7相關(guān)基因主要富集在表皮發(fā)育/分化和 IFN響應(yīng)相關(guān)通路。在更多單細(xì)胞數(shù)據(jù)及ISS空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中也同樣驗證了LY6D+細(xì)胞的存在，并且高表達(dá)基底樣標(biāo)志物（KLK7、KRT5、KRT10）、干細(xì)胞標(biāo)志物（CD44、SOX9、EPCAM）和增殖標(biāo)志物（MKI67、PCNA），體外體內(nèi)實驗也表明LY6D+的細(xì)胞表現(xiàn)更強(qiáng)的干性和耐藥性。

 
6. LY6D+祖細(xì)胞生態(tài)位的維持高度依賴于ISG15富集的間充質(zhì)與免疫微環(huán)境

進(jìn)一步對基質(zhì)微環(huán)境和免疫微環(huán)境的異質(zhì)性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了Per-ISG15，Macro-ISG15，CD8T-ISG15細(xì)胞群在eCCA中高度富集，他們均高表達(dá)ISG15，且與C7 mEPC（LY6D+ EPCs）亞群存在互作，其中 CD8T-ISG15和Macro-ISG15細(xì)胞群與eCCA的較差預(yù)后相關(guān)，進(jìn)一步通過ISS空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)以上細(xì)胞與LY6D+ EPCs細(xì)胞存在明顯的共定位，基于類器官的ISG15功能實驗表明 ISG15 對于維持癌細(xì)胞干性和增強(qiáng)腫瘤對各種抗癌藥物的抵抗力至關(guān)重要，以上結(jié)果說明eCCA 內(nèi)特有的LY6D+ EPCs祖細(xì)胞亞群的穩(wěn)定依賴于 ISG15 高間充質(zhì)和免疫生態(tài)位維持。

 
結(jié)論

本研究全面揭示了膽管癌單細(xì)胞圖譜及不同亞型的異質(zhì)性，首次鑒定到了高表達(dá)ISG15的腫瘤微環(huán)境與eCCA特有的LY6D+基底樣祖細(xì)胞亞群形成生態(tài)位，闡明該生態(tài)位和臨床耐藥之間的關(guān)聯(lián)，為精準(zhǔn)診療提供了新靶點。