Cancer Cell：林东昕/吴晨团队揭示上皮细胞激活成纤维细胞促进食管癌发展

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

食管鳞状细胞癌 （ESCC） 是世界范围内的常见恶性肿瘤，其发展过程是正常上皮细胞转变为上皮内瘤变，最后转变为浸润性癌。食管上皮内瘤变根据上皮层置换非典型鳞状细胞的厚度可分为低级别上皮内瘤变 （LGIN） 和高级别上皮内瘤变（HGIN）两个级别。当肿瘤病变进一步侵入固有层时，发展为浸润性癌。因此，上皮内瘤变被定义为食管鳞状细胞癌（ESCC）发生的癌前阶段。

此前一项对高危人群进行了13年随访的前瞻性研究显示，31%的LGIN病例和74%的HGIN病例发展为ESCC，大多数HGIN病例在诊断后3年内发展为ESCC。但对于LGIN/HGIN如何发展成ESCC，以及潜在的分子机制是什么，目前在很大程度上还是未知的。

近日，中国医学科学院/北京协和医学院肿瘤医院 吴晨 教授、 林东昕 院士团队在 Cancer Cell 期刊发表了题为： Epithelial cells activate fibroblasts to promote esophageal cancer development 的研究论文。

该研究发现，食管鳞状细胞癌（ESCC）在病变进展过程中，由于转录因子KLF4的抑制，上皮细胞中ANXA1的表达逐渐且显著丧失。该研究进一步证明了 ANXA1是成纤维细胞上FPR2的配体，维持成纤维细胞稳态。ANXA1的缺失导致正常成纤维细胞 （NF） 不受控地转化为癌症相关成纤维细胞 （CAF） ，这可以通过恶性上皮细胞分泌TGF-β而增强。

鉴于CAF在癌症中的作用，这项研究强调了ANXA1/FPR2信号通路是上皮细胞和成纤维细胞之间促进食管鳞状细胞癌（ESCC）的重要串扰 （crosstalk） 机制。

越来越多的证据表明，癌症的发展和进展是通过微环境中复杂的基质细胞类型的贡献而实现的。成纤维细胞是间质中的主要成分，在维持正常组织中上皮细胞的稳态方面起着重要作用。最近的研究通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）在晚期ESCC的肿瘤微环境（TME）中破译了大量的癌症相关成纤维细胞（CAF）。这些发现表明，CAF的形成可能是ESCC发展的关键事件，因为CAF可以通过多种机制促进ESCC的进展，特定CAF亚型的发生对ESCC具有预后价值。

一般认为，癌细胞可以将静止状态的正常成纤维细胞 （NF） “教育”为癌症相关成纤维细胞（CAF），促进癌症的扩张和转移。例如，各种细胞因子，包括TGF-β、FGF、IL-1、CXCL，可以诱导NF向CAF的转化。此外，通过Jagged1/Notch2配体-受体结合的直接上皮-基质相互作用，癌前乳腺导管细胞也可以原位激活CAF。

这些发现表明，NF到CAF转化的机制是复杂的，细胞因子以外的其他因素也可能参与这一过程，可能取决于癌症类型和阶段。因此，在多步骤肿瘤发生过程中，重要的是解决微环境中的NF何时以及如何被转化的上皮细胞 （癌前细胞或癌细胞） “教育”成CAF。破解这些问题对于理解癌症的发展和进展具有根本性意义，从而可能有利于早期癌症的发现和治疗。

在这项研究中，研究团队对29例食管鳞状细胞癌（ESCC）患者的79个样本，包括肿瘤及其邻近正常组织 （NOR） 、低级别上皮内瘤变（LGIN）和高级别上皮内瘤变（HGIN）样本，进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组分析。

研究团队发现，膜联蛋白A1 （ANXA1） 在癌前上皮细胞和癌变上皮细胞中的表达受到抑制，原因是其转录因子KLF4在癌前阶段下调。在机制上，正常食管上皮细胞产生的ANXA1作为配体分子，通过与成纤维细胞上的受体FPR2相互作用，控制和维持正常成纤维细胞（NF）的稳态。癌前/恶性上皮细胞和成纤维细胞之间降低的ANXA1-FPR2信号通路允许并促进NF向CAF的转化，这一过程通过ESCC肿瘤微环境中TGF-β生成的增加而增强。

总的来说，这些研究结果破译了食管鳞状细胞癌（ESCC）肿瘤发生和发展中的一个关键事件，并揭示了ESCC肿瘤微环境中癌症相关成纤维细胞（CAF）激活的新机制。