Cancer Cell新文章：食管癌发展过程中细胞类型转化的分子机制

CancerCell新文章：食管癌发展过程中细胞类型转化的分子机制研究背景食管鳞状细胞癌（ESCC）属于常见的恶性肿瘤，其发展从正常的上皮细胞开始，逐步转变为上皮内瘤变、浸润性癌。上皮内瘤变被定义为ESCC肿瘤发生的癌前阶段，分为低级别上皮内瘤变（LGIN）和高级别上皮内瘤变（HGIN）。目前癌前病变如何发展为癌症的机制仍不清楚。研究发现，癌症发展与微环境中复杂的基质细胞类型有关。成纤维细胞是基质细胞的一种，维持正常组织中上皮细胞的稳态。在晚期ESCC的肿瘤微环境中发现癌症相关成纤维细胞（CAF），且可通过多种机制促进ECSS发展。近期中国医学科学院/北京协和医学院吴晨及林东昕研究团队在CancerCell（IF=38）在线发表题为“Epithelialcellsactivatefibroblaststopromoteesophagealcancerdevelopment”的文章，对上皮细胞激活成纤维细胞促进食管癌的发展机制进行研究，结果发现在病变进展过程中，由于转录因子KLF4的抑制，上皮细胞中ANXA1的表达逐渐而显著地丧失。研究内容01：ESCC多阶段肿瘤发生中的细胞类型本研究团队对29个患者的79例手术切除的食管样本进行单细胞转录组研究，包括45例肿瘤细胞和邻近正常细胞（NOR）、9例LGIN和9例HGIN，共分析176492个细胞，发现这些细胞类型的组成在不同疾病阶段不同。在NOR和LGIN中，25%的上皮细胞高表达粘膜防御（MD）程序，在HGIN和ESCC中该细胞亚型降至6%，说明MD程序在维持食管上皮细胞正常表现方面起重要作用。NOR和LGIN中超过95%的成纤维细胞为正常细胞NF，CAF出现在HGIN。02：ESCC发展过程中ANXA1表达被逐渐抑制ANXA1在正常人类食管组织中高特异性表达，在早期ESCC发病中沉默。本研究发现从NOR到LGIN、HGIN和ESCC，ANXA1的表达水平逐渐降低。对不同疾病分期组织进行ANXA1免疫组化染色表明与NOR组织相比，癌前和ESCC部位的ANXA1蛋白水平显著下调。结果说明ANXA1的丧失可能是ESCC肿瘤发生的一个关键事件。对93份人血清样本进行相关性分析，发现LBP的表达与炎症因子的浓度（IL-6和TNF-α）呈正相关，与5-HT、DA和NE浓度和DBH的活性呈负相关。即抑郁症患者血清中，IL-6、TNF-α和LBP的蛋白浓度均升高。03：ANXA1抑制促进NF向CAF的转化

ESCC的发展造成成纤维细胞表现改变。本研究发现CAF的激活出现在HGIN甚至LGIN的疾病阶段。NF-CAF的转化与上皮细胞转录组的变化一致，且ANXA1与NF活性呈正相关，与CAF活性呈负相关。表明食管上皮细胞产生的ANXA1可能通过上皮细胞-成纤维细胞的互作在控制微环境NFs中发挥重要作用，ANXA1功能丧失可能导致NF-CAF转化。04：ANXA1促进NF-CAF转化的机制研究发现ANXA1特异性地结合FPR2。破坏ANXA1-FPR2结合后NF-CAF转化受影响，FPR2敲低，CAF激活标记物表达水平增加，表明ANXA1通过与NFs中的FPR2的配体-受体相互作用控制NF向CAF的转化。进一步研究发现KLF4、KLF5、CEBPB和FOXA1四种潜在TF与ANXA1的RNA水平显著正相关，从LGIN、HGIN到ESCC，KLF4的RNA和蛋白水平均显著降低。体外实验表明KLF4沉默显著增强CAF的激活和迁移，而恢复ANXA1表达显著抑制KLF4。结果表明KLF4调控ANXA1的转录，以及ANXA1调控NF-CAF的转化。研究结论研究发现ANXA1是成纤维细胞FPR2的配体，维持成纤维细胞的稳态。ANXA1的缺失导致正常成纤维细胞不受控制地转化为CAF，恶性上皮细