PLIN3在肺腺癌中的过度表达促进了肿瘤微环境中M2型巨噬细胞向肌成纤维细胞的转化

《Biology Direct》：PLIN3 overexpression in lung adenocarcinoma promotes M2 macrophage–myofibroblast transition in the tumor microenvironment

巨噬细胞-成纤维细胞转化（MMT）促进肺腺癌（LUAD）进展，研究通过单细胞测序和机器学习发现肿瘤细胞分泌的PLIN3通过TGF-β1信号通路驱动MMT，并建立高精度预后模型。免疫组化和荧光实验证实PLIN3高表达与MMT相关巨噬细胞浸润及肿瘤侵袭行为相关，抑制PLIN3可降低肿瘤迁移和克隆形成。

　　

摘要

背景

巨噬细胞向肌成纤维细胞的转化（MMT）会促进肿瘤进展。现有研究主要关注巨噬细胞自身的调控机制；然而，肺腺癌（LUAD）细胞是否在肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中主动驱动这一转化过程仍不明确。

方法

我们整合了LUAD的单细胞RNA测序（scRNA-seq）和批量转录组数据，应用MMT浸润分层差异分析方法来识别肿瘤细胞来源的MMT上游调控因子。通过多种机器学习算法构建了与MMT相关的风险评分模型。SHAP分析确定了关键基因，NicheNet则分析了肿瘤细胞、巨噬细胞之间的配体-受体-靶标相互作用机制。我们通过双重免疫荧光和体外实验研究了肿瘤细胞条件培养基（CM）对M2型巨噬细胞中MMT诱导的影响。

结果

单细胞分析显示，LUAD中的M2型巨噬细胞对MMT相关转录程序的激活程度存在差异。通过对不同MMT浸润层的肿瘤水平差异分析，发现了肿瘤细胞来源的潜在MMT调控因子。利用单变量Cox回归和机器学习方法建立了一个包含9个基因的MMT预后风险模型。该模型的C指数高于以往报道的模型，高风险肿瘤表现出免疫抑制性浸润特征。SHAP分析表明PLIN3是关键驱动因子。NicheNet分析提示PLIN3高表达的肿瘤细胞可能通过TGF-β1相关信号通路诱导MMT。免疫组化结果显示PLIN3在LUAD组织中上调，免疫荧光进一步观察到PLIN3高表达样本中肿瘤细胞周围CD68?α-SMA?巨噬细胞富集。LUAD细胞产生的条件培养基能够诱导M2型巨噬细胞的MMT发生。在LUAD细胞中敲低PLIN3可减弱CM诱导的MMT效应，而PLIN3过表达则会增强这一过程。此外，PLIN3敲低还抑制了LUAD细胞的迁移、侵袭和克隆形成能力。

结论

LUAD中PLIN3的高表达通过肿瘤微环境中的肿瘤-巨噬细胞相互作用促进了MMT的发生。