潜在分子靶点，浙江大学合作发文：发现恶性肿瘤靶向治疗新途径

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【导读】原发性心脏血管肉瘤（PCAS）是一种罕见且具有侵袭性的心脏肿瘤，治疗选择有限，预后不佳。

12月10日，浙江大学与中国医科大学研究人员合作共同在期刊《Clinical and Translational Medicine》上发表了研究论文，题为“Investigating intra-tumoural heterogeneity and microenvironment diversity in primary cardiac angiosarcoma through single-cell RNA sequencing”，该研究揭示了PCAS肿瘤内异质性显著，这是由蛋白质合成、降解和RIG-I信号通路抑制等多种生物学过程驱动的。T细胞亚群分析显示，肿瘤微环境中存在耗竭的特异性抗原T细胞，这会降低免疫检查点阻断的疗效。此外，研究人员观察到抑制性巨噬细胞（SPP1+和OLR1+）和TME浸润细胞中线粒体基因MT-RNR2（MTRNR2L12）表达降低，这表明线粒体功能受损。本研究阐明了PCAS复杂的细胞学景观和免疫微环境，阐述了开发新型疗法的潜在分子靶点。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ctm2.70113

背景信息

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原发性心脏血管肉瘤（PCAS）是一种快速进展的原发性心脏恶性肿瘤。它经常发生在心房，影响20-50岁之间的个体。PCAS占所有心脏肉瘤的约40%，是最常见和分化程度最高的心脏肉瘤形式。其预后不佳，在诊断后的总体生存期中位数为5-13个月。这种不良结果归因于肿瘤的侵袭性生物学行为、实现完全手术切除的复杂性，以及其对放疗和化疗的耐药。PCAS的治疗受到缺乏靶向疗法的限制。此外，它很少见，其病因和遗传学特征尚未充分阐明，这阻碍了有效治疗方法的开发。

之前的转录组测序和全基因组单核苷酸多态性分析已经揭示了PCAS驱动突变、调控异常和疾病亚型的关键信息。研究人员还观察到了KRAS、TP53和PLCG1等基因的体细胞突变。然而，传统的大规模分析方法无法区分不同类型的细胞，从而掩盖了肿瘤内和肿瘤间异质性的细微差别。

单细胞RNA测序（scRNA-seq）通过揭示单个细胞的基因表达谱，克服了这些限制，从而促进了新型细胞亚型的识别。它可以精细地绘制细胞组分及其在免疫微环境中的分布，分析外源性因素对肿瘤微环境的影响，阐明免疫细胞在微环境中的进化动态，揭示肿瘤抑制环境的分子基础，并揭示新的治疗靶点和预后指标。

心脏血管肉瘤微环境中的T细胞会耗竭其分化能力

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为了系统地探索肿瘤组织中T细胞的状态，研究人员使用UMAP降维分析将T细胞重新分为七个亚群。由于正常心脏组织中存在较高的基础干扰素(IFN)-I表达水平，除了富集在正常组中的IFN-I激活的T细胞(IFN-I T亚群)外，其他类型的T细胞亚群和未成熟T细胞，都富集在肿瘤组中，这表明复杂的微环境导致T细胞的多样性。由于不同患者的微环境存在显著差异，每个患者特异性富集的T细胞亚群导致大多数T细胞亚群在两组之间没有明显的差异，这表明不同的肿瘤微环境导致特定的T细胞亚群分化。

T细胞的景观

此外，研究人员对DNAJB1 T细胞、效应T细胞和耗竭T细胞进行了SCENIC分析。RELA、HSF1和KAT2B在DNAJB1 T细胞中被激活。GATA3、TBX21和MYC在效应T细胞中被激活。免疫荧光染色也显示，肿瘤浸润T细胞中的JAK-STAT1通路被激活（高STAT4+），而PDCD1+比例差异无统计学意义。MYB、GATA3和STAT5B也在耗竭T细胞中被激活。此外，包括凋亡和TCR途径在内的耗竭T细胞途径被富集，这表明这种类型的T细胞存在慢性持续的TCR激活。最后，研究人员比较了肿瘤和正常组织中T细胞亚群的差异表达。

心脏肉瘤微环境的髓系亚群分析

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由于在肉瘤组中，髓源细胞构成了免疫细胞的大部分，因此研究人员使用UMAP降维分析对髓系细胞亚群进行了进一步的聚类分析。研究人员识别出10个亚群：C1Q+巨噬细胞、SPP1+巨噬细胞、IFN-I +巨噬细胞、OLR1+巨噬细胞、CD1c+树突状细胞（DC）、CLEC9A+树突状细胞（DC）和pDC。正如预期的那样，PCAS组中这两种细胞类型和数量均增加。SPP1+和OLR1巨噬细胞是促进肿瘤进展的抑制性免疫细胞。

分析显示，SPP1+巨噬细胞是分化程度较低的细胞亚群，而OLR1+巨噬细胞是分化程度较高的细胞亚群，这表明肿瘤微环境也会诱导成熟的巨噬细胞表型转移。值得注意的是，三种类型的巨噬细胞都高度激活了促炎转录因子（SPI1、CEBPB和GATA3）。

差异表达分析显示，RPLs、S100As、CDC42EP3、CXCL8和FCGR3B表达增加。然而，许多转录因子和酶，包括SMYD3、RREB1、RBPJ、BMP2K、CBLB、TMEM51和RNF150，表达下调。尤其是，在分化后，包括RASA1、RASAL2、NCKAP5、MACF1和ARHGAP24在内的细胞骨架蛋白减少。最后，研究人员通过免疫组织化学染色证明，在血管肉瘤组织中，OLR1+和SPP1+巨噬细胞增多。此外，研究人员计算了在接受帕唑帕尼治疗的肉瘤中，耗竭T细胞（ex_T）、OLR1+巨噬细胞（OLR1 + MC）和SPP1+巨噬细胞（SPP1 + MC）的浸润分数（infiltration score）。令人意外的是，这三个细胞簇在响应组和非响应组之间的差异并不显著。然而，这三个簇在响应组中呈现下降趋势。相关性分析表明，SPP1+巨噬细胞与耗竭T细胞（ex_T）之间存在强相关性。这些基于公开的血管肉瘤数据的分析，在一定程度上验证了研究人员对心脏血管肉瘤的研究分析。

结论

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本研究结果显示，PCAS的免疫微环境与其他实体瘤相似，其特征是T细胞耗竭和免疫抑制的髓系细胞的高发生率。尤其是，研究人员在PCAS环境中观察到免疫细胞中MTRNR2L12表达显著下调，这表明存在独特的线粒体功能障碍。这种线粒体功能障碍可能是心脏肉瘤微环境的独特特征，强调了这一恶性肿瘤特异性治疗靶点的潜力。

【参考资料】

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ctm2.70113

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