肝内胆管癌(iCCA)是第二常见的原发性肝脏恶性肿瘤,约占所有原发性肝癌的10-15%[1]。肝内转移(IM)在iCCA中很常见,因为相当比例的患者(高达48%)可能在没有其他肝外转移的情况下出现多个肝内病灶[2]。尽管根治性手术仍是首选的治疗方法,但由于肝内转移,许多患者不适合手术。一旦发生肝内转移,根治性治疗变得困难,导致预后不良[3]。此外,证据表明,伴有肝内转移的iCCA患者的总体生存率低于其他早期疾病[4]。此外,肿瘤特征(如肿瘤数量和卫星病灶)与肝内复发风险显著相关[5]。因此,深入理解iCCA肝内转移的机制对于改善患者预后至关重要。
已经系统地研究了iCCA原发肿瘤的单细胞转录组特征,发现每位患者的免疫和基质特征具有高度异质性[6, 7]。然而,根据当前的临床实践指南,伴有肝内转移的iCCA通常被认为是不可切除的,尤其是在有多个转移病灶的情况下,因此很少有研究探讨iCCA肝内转移的单细胞转录组特征。此外,缺乏对有无肝内转移的iCCA进行全面的单细胞分辨率比较。
缺氧是许多不同实体肿瘤的持续生理特征,也是癌症恶性的关键驱动因素[8]。因此,它已成为癌症治疗的主要靶点[9]。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是肿瘤微环境(TME)中最丰富的免疫细胞,对肿瘤发展有深远影响[10]。TAMs与缺氧之间的协同作用是一种致命组合,主要是因为缺氧促进了促肿瘤形成的巨噬细胞表型。缺氧不仅直接调节巨噬细胞的极化[11],还通过改变肿瘤细胞与巨噬细胞之间的通信产生间接效应[12]。肿瘤细胞-巨噬细胞之间的相互作用可以改变这两种细胞的表型和功能,进一步促进恶性肿瘤的进展[13]。最近的研究表明,缺氧TME中癌细胞与TAMs之间的复杂相互作用与预后不良和肿瘤恶性程度增加有关,突显了TAM-肿瘤细胞相互作用在驱动癌症进展中的基础作用[13]。然而,目前尚无关于iCCA中肿瘤细胞与TAMs之间缺氧介导的通信机制的全面研究。
在这项研究中,我们进行了全面的单细胞RNA测序分析,以表征iCCA中的肿瘤内免疫浸润特征。我们发现了一种高度侵袭性的巨噬细胞亚型Macro_ANGPTL4,其在IM组中显著富集。值得注意的是,我们的分析揭示了转移性iCCA中具有独特转录组特征的缺氧相关上皮细胞亚群。进一步的研究发现Macro_ANGPTL4簇与缺氧相关上皮簇之间存在强烈的细胞间通信,并发现ANGPTL4-整合素α5β1-Wnt/β-连环蛋白信号通路在驱动肝内转移进展中起协同作用。我们使用体外共培养和体内共注射模型分析了这种相互作用在巨噬细胞和肿瘤细胞中的效应。这些发现为iCCA肝内转移的细胞和分子决定因素提供了新的机制见解,并强调了ANGPTL4作为预测iCCA患者转移风险的潜在治疗靶点和生物标志物的作用。