引言：衰老与胰腺癌研究的重要缺口
胰腺导管腺癌（PDAC）是一种与年龄显著相关的恶性肿瘤，其诊断中位年龄为71岁，约65%的病例在65岁以上人群中被诊断。尽管这种流行病学关联明确，但大多数临床前研究模型使用的是年轻（2-6个月）小鼠，其生物学背景无法反映老年机体的复杂病理特征。PDAC的肿瘤微环境（TME）高度复杂，其中癌症相关成纤维细胞（CAF）是基质的关键组分，通过细胞外基质（ECM）重塑、分泌生长因子和细胞因子以及调节免疫反应等方式，深刻影响肿瘤生物学行为。虽然已知正常成纤维细胞会随衰老发生功能性衰退和表型转变，但衰老如何影响CAF的表型和功能，以及这是否介导了PDAC的年龄相关侵袭性，此前尚不清楚。
年龄加速PDAC进展
本研究首先利用同基因原位PDAC小鼠模型，比较了在年轻（约2个月）与老年（18-21个月）雌性C57BL/6小鼠胰腺中植入KPC4662细胞后的肿瘤进展。
结果显示，衰老显著加速了PDAC的进展。植入后第3周的超声成像显示，老年小鼠的肿瘤面积显著大于年轻小鼠。第4周时，老年小鼠的胰腺原发瘤重量也显著更大。免疫组化分析表明，老年小鼠肿瘤边缘区域的Ki-67阳性（增殖）细胞数量显著增加，而cleaved caspase-3阳性（凋亡）细胞数量减少。更关键的是，老年小鼠发生远处器官（膈肌、肝脏、肠道）巨转移的比例以及转移瘤负荷均显著高于年轻小鼠。这些效应并非源于肿瘤细胞本身的特性差异，因为植入的是相同的KPC细胞，因此指向了与年龄相关的肿瘤微环境改变。
衰老塑造促肿瘤的PDAC基质景观
为了探究年龄相关的分子变化，研究者对年轻和老年小鼠的肿瘤进行了批量RNA测序（RNA-seq）分析。比较发现，老年小鼠肿瘤中有546个基因差异表达。基因集富集分析（GSEA）显示，老年小鼠肿瘤中T细胞介导的免疫相关基因集显著下调，而上皮-间质转化（EMT）相关基因集显著上调。免疫组化证实，老年小鼠肿瘤中CD4+ 和CD8+ T细胞的浸润显著减少，表明了年龄相关的免疫排斥。同时，Masson三色染色显示老年小鼠肿瘤中的胶原沉积显著增加，定量PCR也证实了多种胶原编码基因的转录上调。
值得注意的是，驱动老年小鼠肿瘤中EMT特征富集的53个基因中，有28个主要参与ECM组织、纤维化和组织重塑。研究人员将这28个基因定义为一个与衰老相关的ECM特征。为了探究其细胞来源，研究者从年轻和老年肿瘤中分离了CAF。这些细胞表达成纤维细胞特异性蛋白-1（FSP-1）和PDPN，而不表达上皮标志物E-cadherin，并表达αSMA。蛋白质组学分析显示，与年轻CAF相比，老年CAF分泌组中有391种蛋白质显著富集，其中18种与上述28基因ECM特征重叠，包括COL6A3、COL1A2、COL3A1、COL6A2、COL5A1、COL4A1、DCN、COL1A1、FBN1、BGN、COL4A2、COL5A2、LOXL1、FMOD、SLIT3、NID2、LOX和THBS2。这表明衰老CAF在转录和蛋白质水平上都表现出活跃的ECM重塑状态。
单细胞分析揭示人PDAC中CAF驱动的年龄相关ECM重塑
为了验证小鼠模型中的发现是否适用于人类，研究者重新分析了已发表的人类PDAC单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据。他们发现，在小鼠中定义的28基因ECM特征主要在人类PDAC的CAF中表达。经过严格筛选，研究者得到了一个由20个基因组成的、CAF特异性的ECM特征。在人类患者中，老年（>60岁）患者CAF的该特征评分显著高于年轻（≤60岁）患者。进一步对CAF进行亚群分析，将其分为肌成纤维细胞样CAF（myCAF）和炎症性CAF（iCAF）。结果显示，ECM特征评分的年龄相关性在myCAF中尤为显著，而在iCAF中则不显著甚至相反。重要的是，CAF的总比例及myCAF与iCAF的比例在年轻和老年患者间没有差异，表明评分变化源于细胞功能改变，而非细胞丰度变化。对TCGA-PAAD数据集的生存分析显示，在老年患者（>60岁）中，这20个ECM特征基因中有15个的高表达与不良预后（风险比>1）显著相关；而在年轻患者中，仅有4个基因有类似关联。
反向异时共移植模型揭示年轻微环境的主导抗转移作用及衰老CAF的免疫调节角色
为了直接验证衰老基质的功能影响，研究者设计了异时和等时共移植实验。在第一组实验中，他们将年轻或老年CAF与KPC细胞共同植入老年受体小鼠的胰腺中（KPC+老年CAF vs. KPC+年轻CAF）。结果显示，尽管用年轻CAF“重振”衰老基质并未显著影响原发瘤重量，但它显著降低了老年小鼠发生转移的比例以及膈肌、肝脏和肠道的转移瘤负荷。
同时，年轻CAF还能显著减少老年小鼠肿瘤中与年龄相关的胶原沉积增加，并促进CD8+ 和CD4+ T细胞在肿瘤微环境中的浸润。这表明，靶向衰老基质可能是逆转老年肿瘤微环境的促转移和免疫抑制特征的治疗策略。
在第二组互补实验中，研究者将年轻或老年CAF与KPC细胞共同植入年轻受体小鼠的胰腺中（KPC+年轻CAF vs. KPC+老年CAF）。结果发现，在年轻的宿主微环境中引入老年CAF，并未导致原发瘤生长或远处器官转移发生率的显著增加。除肝脏转移负荷有非显著性的增加趋势外，其他器官的转移负担没有变化，胶原沉积也无差异。
然而，引人注目的是，在年轻的微环境中，老年CAF的引入导致了肿瘤内CD4+ 和CD8+ T细胞数量的显著减少。这表明，年轻的内源性微环境对老年CAF的促转移影响具有主导性的调控作用，能够将其压制。同时，老年CAF即使被置于年轻环境中，仍保留着抑制T细胞浸润的免疫抑制能力，凸显了基质衰老对肿瘤免疫微环境的独立影响。
结论与展望
本研究发现机体衰老通过CAF驱动的ECM重塑程序，创造了一个促纤维化、促转移和免疫排斥的PDAC肿瘤微环境。研究在小鼠和人类数据中定义了一个与年龄和不良预后相关的CAF特异性ECM基因特征。功能实验证明，用年轻CAF重振衰老的基质可以逆转免疫排斥和转移，而年轻宿主的微环境能够压制老年CAF的促转移潜能，但无法阻止其免疫抑制作用。这些发现将衰老、基质重塑和肿瘤侵袭性联系起来，并建立了一个新的概念框架，用于理解衰老如何塑造PDAC的肿瘤微环境。这为未来的研究开辟了富有成果的道路，即探索针对衰老基质的、年龄特异性的治疗干预措施，以期改善占PDAC患者绝大多数的老年人群的治疗效果。
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