单细胞+空间转录组揭秘PTMC进展关键轴，赋能蛋白定位研究

近期，《Advanced Science》（2025年）发表了一项关于甲状腺微小乳头状癌（PTMC）进展机制的重磅研究，中国医科大学团队通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）、空间转录组等多技术手段，首次明确PROS1-MERTK 轴是驱动 PTMC 微环境交联与疾病进展的核心通路。在关键的蛋白表达与共定位验证环节，研究团队选用多重荧光免疫组化试剂盒，成功实现多靶标蛋白的精准可视化，为机制解析提供了直接证据。

文献标题：PROS1‐MERTK Axis Drives Tumor Microenvironment Crosstalk and Progression in Papillary Thyroid Microcarcinoma

发表期刊：Advanced Science（IF 14.1）

DOI：10.1002/advs.202413474

一、研究背景：PTMC 临床痛点亟待机制突破

甲状腺乳头状癌（PTC）发病率逐年上升，其中甲状腺微小乳头状癌（PTMC，直径≤1cm）占比超 50%。尽管多数 PTMC 生长缓慢、预后良好（10 年生存率 93.5%-97%），但仍有 0.4%-28.8% 的病例会出现快速进展（如肿瘤增大、淋巴结转移、甲状腺外侵犯），而临床缺乏精准识别进展风险的标志物与干预靶点。

此外，2013 年 “PTMC 过度诊断与过度治疗” 概念提出后，日本、美国等国推广 “主动监测（AS）” 替代手术，但如何区分 “惰性 PTMC” 与 “进展性 PTMC” 仍是临床难题 —— 这也正是本研究的核心目标：挖掘 PTMC 进展的关键分子机制与潜在标志物。

二、核心研究思路：从 “细胞生态” 到 “通路机制” 的系统解析

研究团队采用 “多维度测序 + 多水平验证” 的逻辑链，层层递进揭示 PTMC 进展机制，具体思路如下：

1. 样本设计：覆盖疾病全阶段，确保数据代表性

选取 19 例手术标本（来自 15 例患者），涵盖 4 类关键组别：

• 正常甲状腺组织（4 例）

• 非进展 PTMC（4 例，经 5 年 AS 无进展）

• 进展 PTMC（5 例，出现肿瘤增大 / 转移）

• 进展性 PTC（6 例，晚期病例）

2. 技术路线：“测序解析→空间定位→功能验证” 三步走

• 单细胞层面：通过 scRNA-seq 对 146,529 个细胞进行测序，划分 32 个细胞簇，明确甲状腺癌细胞、成纤维细胞、免疫细胞等 6 大类细胞的动态变化；

• 空间层面：结合 10x Visium 空间转录组，定位不同细胞群在组织中的分布，解析进展期肿瘤的异质性；

• 通讯层面：用 CellChat 分析细胞间配体 - 受体互作，锁定 PROS1-MERTK 轴为关键通路；

• 蛋白验证层面：使用 Absin 多重 IHC/IF 试剂盒（abs50014）检测靶蛋白表达与共定位，验证通路的细胞来源；

• 功能验证层面：通过细胞迁移 / 侵袭实验、小鼠皮下移植瘤模型，证实 PROS1-MERTK 轴的促进展作用；

• 机制深挖层面：用 SCENIC 分析、双荧光素酶报告实验，找到调控 PROS1 的转录因子（NFYB/FOXP2）及下游通路（WNT/TGF-β）。

三、关键研究成果：PROS1-MERTK 轴成 PTMC 进展 “加速器”

研究团队通过系统分析，得出 4 项核心结论，每一项均有扎实的数据支撑：

1. PTC 进展伴随微环境 “免疫抑制 + 成纤维细胞富集”

scRNA-seq 结果：

• 随疾病进展（正常→I 期→II 期→III 期），T/NK 细胞比例逐渐下降（免疫抑制增强）；

• 成纤维细胞比例显著上升（从正常组织的约 5% 升至 III 期的 18%），成为微环境的核心 “信号发送者”。

2. PROS1-MERTK 轴是细胞通讯的 “关键枢纽”

通过 CellChat 分析细胞间配体 - 受体互作，发现：

• PROS1（配体）主要由进展期的 “脂肪形成型癌相关成纤维细胞（adi-CAFs）” 分泌；

• MERTK（受体）主要表达于进展期肿瘤细胞和髓系细胞（如肿瘤相关巨噬细胞）；

• 两者的互作强度随进展显著增强（正常＜I 期＜II 期≤III 期），且通过旁分泌（CAFs→肿瘤细胞）和自分泌（肿瘤细胞自分泌 PROS1）两种方式促进展。

3. NFYB/FOXP2 调控 PROS1 转录，为通路 “上游开关”

通过 SCENIC 转录因子分析与双荧光素酶实验：

• 成纤维细胞中，NFYB 和 FOXP2 可直接结合 PROS1 启动子，激活其转录；

• 敲低 NFYB/FOXP2 后，PROS1 的 mRNA 和蛋白表达下降超 60%，肿瘤细胞的迁移能力显著减弱。

4. PROS1-MERTK 通过 WNT/TGF-β 通路促进展，MERTK 可作标志物

Western blot 与 GSEA 分析证实：

• PROS1 结合 MERTK 后，激活下游 WNT/β-catenin 和 TGF-β/SMAD2 通路，促进肿瘤细胞增殖、侵袭；

• TCGA 数据库验证：MERTK 在进展期 PTMC/PTC 中高表达，且高表达者预后更差（无病生存期缩短 35%），提示 MERTK 可作为 PTMC 进展的潜在标志物与治疗靶点。

四、多重荧光试剂盒破解 “蛋白定位难题”

具体作用：直接验证 “adi-CAFs 是 PROS1 的主要来源”

研究团队使用多色试剂盒，对不同阶段的组织切片进行多重免疫荧光染色，获得了关键证据：

• 染色靶标：ACTA2（成纤维细胞标志物，红色）、PROS1（绿色）、DAPI（细胞核，蓝色）；

• 结果：在正常组织和非进展 PTMC 中，ACTA2 + 成纤维细胞与 PROS1 几乎无共定位；而在进展期 PTMC（II 期）和 PTC（III 期）中，80% 以上的 ACTA2 + 成纤维细胞同时表达 PROS1（红绿信号重叠率＞75%），直接证实 adi-CAFs 是 PROS1 的主要分泌细胞。

此外，还用于验证 PROS1 和 MERTK 的组织表达差异：在进展期组织的肿瘤区域，PROS1 和 MERTK 的荧光信号强度较正常组织提升 3-5 倍，进一步佐证了该轴的激活与疾病进展的关联性。

五、总结与展望：从基础研究到临床转化的 “桥梁”

本研究不仅首次揭示了 PROS1-MERTK 轴在 PTMC 进展中的核心作用，为临床提供了 “MERTK” 这一潜在标志物与治疗靶点，更展示了 “单细胞 + 空间转录组 + 多重荧光验证” 的研究范式在癌症微环境领域的强大价值。

（注：原文图 5B 截图及产品应用细节可参考《Advanced Science》2025 年 12 卷 e13474 原文）