《Biomarker Research》：Single-cell and spatial transcriptome analysis reveals the potential therapeutic targets for testicular sex cord-stromal cell tumor
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睾丸性索间质瘤（TSCST）是一种罕见的睾丸肿瘤，其分子机制、肿瘤微环境（TME）尚不明确，且治疗选择有限。为了明确TSCST的分子机制及潜在靶点，研究人员结合了来自不同TSCST肿瘤区域的单细胞RNA测序（scRNA-seq）、单细胞核RNA测序（snRNA
睾丸性索间质瘤（TSCST）是一种罕见的睾丸肿瘤，其分子机制、肿瘤微环境（TME）尚不明确，且治疗选择有限。为了明确TSCST的分子机制及潜在靶点，研究人员结合了来自不同TSCST肿瘤区域的单细胞RNA测序（scRNA-seq）、单细胞核RNA测序（snRNA-seq）以及空间转录组学（ST）技术。研究结果显示，肿瘤区域免疫细胞基因表达显著降低，表明存在免疫“冷”肿瘤微环境，并在肿瘤发生和疾病进展过程中发现了关键的上皮-间质转化（EMT）程序。此外，研究还发现肿瘤细胞中存在高水平的雄激素受体（AR）及相关基因表达，提示AR抑制剂可能成为潜在的治疗靶点。研究还鉴定了空间肿瘤内异质性及高衰老特征。最后，报告指出肿瘤细胞可能通过与巨噬细胞的相互作用，通过APP-CD74配体-受体对促进M2型极化，这为该病提供了有前景的治疗前景。这些数据全面揭示了TSCST的冷TME、细胞起源、空间生态位及细胞间相互作用，强调靶向AR信号传导可能是一种潜在的治疗策略。
该研究针对睾丸性索间质瘤（TSCST）分子机制不明、缺乏有效治疗靶点的现状，通过整合单细胞核RNA测序（snRNA-seq）、空间转录组学（ST）及公共单细胞数据集（GSE143356、GSE124263），构建了TSCST的高分辨率细胞图谱。研究人员从湖南肿瘤医院收集了7例新鲜TSCST样本（涵盖肿瘤边缘区和核心区）及3例石蜡包埋样本，经病理复核后进行了严格的质控分析。关键技术手段包括：利用Seurat和Harmony进行单细胞数据整合与注释；利用Monocle2和CytoTRACE推断细胞发育轨迹与分化潜能；利用CellChat进行细胞间通讯分析；利用CUT&Tag-seq筛选转录因子结合位点；并结合体外细胞实验（CCK-8、Transwell、克隆形成）及免疫组化（IHC）、免疫荧光（IF）对关键靶点进行验证。论文发表于《Biomarker Research》。
TSCST的单细胞空间转录组图谱
研究人员整合了新生儿、成人睾丸组织及TSCST肿瘤边缘和核心区的单细胞数据，鉴定出九种主要细胞类型。通过UMAP降维和Marker基因热图验证了注释的准确性。空间转录组分析显示，肿瘤核心区高表达CTNNB1和PLAA，而肌样细胞和巨噬细胞标记则富集于边缘区，且核心区基因表达更为活跃。
TSCST表现为免疫“冷”特征及对ICB反应不佳
通过分析T细胞（CD3D、CD3G）和B细胞（CD19、MS4A1）标记基因，研究人员发现这些基因在肿瘤核心区几乎不表达，IHC结果也证实了T细胞和B细胞的缺失。此外，免疫检查点基因（如CD274、PDCD1）在肿瘤细胞及微环境中表达极低，表明TSCST属于免疫排斥型的“冷”肿瘤，可能对免疫检查点阻断（ICB）疗法反应不佳。
TSCST可能起源于EMT过度激活的胎儿支持细胞
通过比较肿瘤细胞和各谱系细胞的相似性，发现其与未成熟的支持细胞最为接近。拟时序分析和进化树分析显示，肿瘤起源于比新生儿支持细胞更原始的前体细胞。研究发现转录调控因子PBX3、ZEB1等活性在肿瘤细胞中显著升高，且PBX3与EMT特征基因存在重叠。CUT&Tag和IHC证实PBX3在肿瘤组织中高表达并定位于CTNNB1阳性细胞，提示PBX3驱动的EMT程序在肿瘤起源中起关键作用。
TSCST在体外显示出AR抑制剂的治疗潜力
研究人员发现肿瘤细胞高表达雄激素受体（AR）及其靶基因（ACPP、USP9Y、DDX3Y）。空间转录组进一步验证了AR信号在肿瘤区域的特异性激活。体外实验表明，双氢睾酮（DHT）能促进小鼠Leydig肿瘤细胞系MLTC-1的增殖、侵袭和克隆形成，而AR抑制剂恩杂鲁胺（Enzalutamide）和阿帕他胺（Apalutamide）则显著抑制这些恶性表型，证实了AR信号依赖性是TSCST的潜在脆弱点。
TSCST肿瘤细胞的异质性分析
对肿瘤细胞进行亚群聚类发现，肿瘤核心区特异性亚群表现出显著的代谢重编程，富集于脂肪酸代谢、糖酵解、氧化磷酸化和NOTCH信号通路。同时，核心区细胞高表达细胞周期抑制因子CDKN1A和RB1，β-半乳糖苷酶染色和IHC证实了核心区肿瘤细胞呈现衰老样状态，并分泌MIF、IGFBP7等衰老相关分泌表型（SASP）因子。
浸润带的肿瘤细胞表现出更具恶性的表型
位于肿瘤前沿的肿瘤细胞表现出更强的G2/M期特征，高表达TOP2A、SMC4等细胞周期基因。通过非负矩阵分解（NMF）分析空间生态位，发现前沿区域富集EMT信号。IHC证实前沿区高表达间充质标记物VIM，而上皮标记物CDH1缺失，表明浸润带肿瘤细胞具有更强的迁移和侵袭能力。
TSCST中的巨噬细胞倾向于向M2表型极化
对CD68+巨噬细胞进行再聚类分析，鉴定出两个亚群。其中Cluster 1高表达M2型标记物（MRC1、CD163）及吞噬相关基因（CTSK、MMP2），且富集于细胞外基质粘附通路。拟时序分析显示巨噬细胞由Cluster 0向Cluster 1演化。空间转录组和免疫荧光证实了M2型巨噬细胞在肿瘤区域的富集，表明其可能通过增强吞噬作用促进肿瘤进展。
TSCST中紊乱的细胞通讯
细胞通讯分析显示，肿瘤核心区的细胞互作数量和强度显著高于边缘区。研究人员发现肿瘤细胞高表达APP，而巨噬细胞高表达其受体CD74，形成了强烈的配体-受体对互作。此外，巨噬细胞还通过MDK-NCL信号作用于肿瘤细胞。体外实验证实，外源性APP蛋白处理可促进THP-1诱导的巨噬细胞向M2型极化并上调MMP2表达。
讨论与结论
讨论部分指出，该研究首次构建了TSCST的单细胞与空间转录组图谱，揭示了肿瘤与支持细胞的发育关系及PBX3介导的EMT程序。针对免疫“冷”肿瘤的特征，研究提出了不同于免疫治疗的策略。研究证实了AR信号在TSCST中的核心地位，为恩杂鲁胺等AR抑制剂的临床应用提供了理论依据。同时，研究阐明了肿瘤核心区的衰老特征和前沿区的恶性侵袭特征，解析了APP-CD74介导的肿瘤-巨噬细胞互作机制。结论认为，靶向AR信号传导和干预肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的M2极化是TSCST极具潜力的治疗策略。
