正文
1E),表明免疫被激活,但在ESCC阶段显著下降,提示免疫抑制环境形成。同时,
髓系细胞密度在
HGIN和ESCC阶段显著升高,可能指向其促肿瘤极化趋势
。
图
1 单细胞和空间原位组学揭示食管癌发生过程中的动态细胞群
2、增殖与侵袭性上皮细胞驱动ESCC演化
通过分析近
200万上皮细胞,研究团队识别出4类上皮亚群,并揭示其在ESCC发展中的动态演化(图2A–2E)。在正常组织中,
分化细胞占主导
,而
LGIN阶段
增殖型上皮细胞显著扩张,伴随细胞周期、炎症与
DNA修复通路激活
(图
2B、2D)。
HGIN阶段,
侵袭性上皮细胞首次出现
,表现出上皮
-间质转化(EMT)、血管生成和去分化特征(图2B、2C),并逐步突破上皮-间质界面形成“侵袭前沿”。ESCC阶段,
侵袭细胞占比升至
79.3%,完全侵入间质区
,
伴随分化细胞大幅减少(图
2C),提示其具推动癌变的核心能力。类器官实验证实,HGIN与ESCC具有显著增强的侵袭能力。
图
2 整个ESCC发育过程中上皮细胞的形态学和转录进化
3、去分化与侵袭性得分揭示癌变程度
研究团队基于上皮细胞演化轨迹,构建了
“上皮侵袭性得分”与“去分化得分”
,用于量化肿瘤进展状态(图
3A–3G)。通过TF-seqFISH与scRNA-seq数据分析发现,
这两个指标在
HGIN和ESCC阶段显著升高
(图
3C–3D),其中侵袭性细胞表现出最高的得分。
特别地,
去分化得分在增殖细胞中逐渐接近基底细胞水平
,提示这是从前癌向恶性转化的关键转变(图
3E)。空间分布上,
高得分细胞由早期局限于基底层,逐步扩展至整个病变区域
(图
3F)。总体来看,这两个得分可作为ESCC进展的重要衡量指标(图3G)。
图
3 增殖细胞向去分化细胞的转化标志着食管鳞癌的进展
4、CAF-Epi生态位从HGIN阶段已初现雏形
研究显示,从
HGIN阶段开始,侵袭性上皮细胞即可激活邻近正常成纤维细胞转化为CAF(图4A–4E)。
CAF密度在HGIN显著上升,在ESCC中占主导
(图
4B),且其与上皮细胞的空间距离变远,提示其作用范围扩大(图4C)。
进一步的细胞邻域分析识别出
CAF与侵袭性上皮细胞共构的“CAF-Epi生态位”,出现在HGIN的侵袭前沿和ESCC的肿瘤边缘
(图
4F–4I),且CAF活性增强。在头颈鳞癌中也观察到类似结构(图4J),
提示这一生态位可能是鳞癌进展的共同特征
。
图
4 由侵袭性上皮细胞和附近的CAF在HGIN和ESCC阶段形成的CAF-Epi生态位
5、JAG1-NOTCH1 信号驱动CAF-Epi生态位形成
作者发现,
侵袭性上皮细胞通过
JAG1-NOTCH1信号激活CAF形成CAF-Epi生态位
。