單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析表明脂肪酸代謝介導(dǎo)的男性乳腺癌轉(zhuǎn)移和免疫抑制

        男性乳腺癌(MBC)是一種惡性腫瘤，占所有乳腺癌的1%，通常診斷較晚，惡性程度較高，預(yù)后較差，死亡率高于女性乳腺癌(FBC)。由于臨床特點(diǎn)和缺乏治療，MBC患者的總死亡率比FBC患者高19%。在這項(xiàng)工作中，作者利用scRNA-seq和scTCR-seq技術(shù)探索乳腺癌的腫瘤微環(huán)境，并比較MBC和FBC樣本的免疫學(xué)和代謝特征。作者的研究表明，FASN介導(dǎo)的脂肪酸代謝水平升高與MBC的癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移和低免疫浸潤(rùn)有關(guān)。此外，作者的數(shù)據(jù)揭示了T細(xì)胞在MBC微環(huán)境中的功能失調(diào)和特異性代謝模式。作者的研究為進(jìn)一步了解MBC的腫瘤免疫學(xué)和代謝提供了信息，并為制定改善MBC患者預(yù)后的治療策略提供了啟示。該文于2023年9月發(fā)表于《Nature Communications》，IF=16.6。

技術(shù)路線：

主要研究結(jié)果：

1、MBC的免疫浸潤(rùn)率低于FBC

        為了探索乳腺癌(BRCA)的細(xì)胞多樣性，作者整合了6個(gè)MBC和13個(gè)FBC樣本的scRNA-seq數(shù)據(jù)(圖1a)。對(duì)3個(gè)MBC和2個(gè)FBC樣本進(jìn)行ScTCR-seq檢測(cè)，以表征T細(xì)胞受體的克隆性。所有樣本均為陽(yáng)性。這些樣本的臨床特征見補(bǔ)充資料1?？紤]到一些臨床病理特征，如腫瘤分期可能與患者的免疫微環(huán)境和代謝有關(guān)，作者比較了收集的MBC和FBC樣本的臨床特征。結(jié)果顯示，FBC組與MBC組在年齡、HER2狀態(tài)、KI67水平、腫瘤范圍(T1-T4)等方面無(wú)顯著差異。作者的單細(xì)胞分析概述如圖1a所示。通過(guò)分析標(biāo)記基因的表達(dá)，作者標(biāo)注了BRCA生態(tài)系統(tǒng)中的各種細(xì)胞類型，包括上皮細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、漿細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞、癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)、動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞、靜脈內(nèi)皮細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞(圖1b、c)。鑒定了每種細(xì)胞類型中特異性表達(dá)的基因(圖1d)。在不同性別之間觀察到顯著的富集差異，表明MBC和FBC患者之間的微環(huán)境成分不同(圖1c)。結(jié)果顯示，與FBC相比，MBC中癌細(xì)胞比例明顯較高，T細(xì)胞、B細(xì)胞等免疫細(xì)胞比例較低，免疫浸潤(rùn)水平較低(圖2a-d)。這些免疫細(xì)胞比例在絕經(jīng)前和絕經(jīng)后的FBC患者之間沒有明顯差異(圖2e)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證這一結(jié)果，作者根據(jù)從單細(xì)胞數(shù)據(jù)中獲得的基因特征計(jì)算了722個(gè)ER+ TCGA-BRCA樣本的各種細(xì)胞類型的分?jǐn)?shù)(圖2 f)。絕經(jīng)前和絕經(jīng)后FBC患者的這些評(píng)分也進(jìn)行了比較(圖2g)。結(jié)果證實(shí)MBC具有較高的腫瘤純度和較低的T細(xì)胞和B細(xì)胞比例，與單細(xì)胞水平的觀察結(jié)果一致。此外，作者對(duì)30例ER+ MBC和30例ER+ FBC樣本的T細(xì)胞標(biāo)志物CD4和CD8進(jìn)行了免疫組織化學(xué)(IHC)分析。結(jié)果表明，這些T細(xì)胞標(biāo)記物在MBC中的表達(dá)比例低于FBC樣品(圖2h, i)。因此，scRNA-seq、大體積轉(zhuǎn)錄組和免疫組化分析一致表明，MBC的免疫浸潤(rùn)程度明顯低于FBC，尤其是T細(xì)胞和B細(xì)胞的浸潤(rùn)程度較低。

圖1、乳腺癌患者的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜

圖2、MBC和FBC細(xì)胞成分的比較

2、由AR和SREBF1控制的轉(zhuǎn)移相關(guān)程序和調(diào)控在MBC癌細(xì)胞中被顯著激活

        為了進(jìn)一步比較MBC和FBC之間癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄模式，作者重新聚集了來(lái)自19名BRCA患者的53,343個(gè)癌細(xì)胞(圖3a, b)。癌細(xì)胞簇顯示出基于性別的差異(圖3c)。根據(jù)每個(gè)簇中來(lái)自MBC患者的癌細(xì)胞的比例，作者將這些簇分為三個(gè)亞組，包括MBC、FBC和混合簇(見“方法”;圖3 d)。參與脂肪酸代謝的基因如FASN和AZGP1在MBC集群中的表達(dá)高于FBC集群。先前的研究表明，FASN可以增強(qiáng)乳腺癌的侵襲。作者進(jìn)一步探討了MBC和FBC癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移相關(guān)特征評(píng)分。結(jié)果顯示，與FBC中的癌細(xì)胞相比，MBC具有更高的細(xì)胞遷移、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)和血管生成的特征評(píng)分(圖3e)。此外，ER+ HER2+和ER+ HER2MBC的癌細(xì)胞都比FBC表現(xiàn)出更高的轉(zhuǎn)移相關(guān)特征評(píng)分，尤其是血管生成和細(xì)胞遷移。這些結(jié)果表明MBC具有更高的轉(zhuǎn)移潛力，這與臨床觀察一致。為了揭示MBC簇特異性激活的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，作者確定了MBC簇和其他簇之間具有差異活性的轉(zhuǎn)錄因子(tf)(圖3f)。與FBC相比，MBC的癌細(xì)胞中雄激素受體(AR)和甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子1 (SREBF1)的TF活性和表達(dá)均顯著上調(diào)(圖3g, h)。既往研究表明，SREBF1作為脂質(zhì)代謝的重要調(diào)節(jié)因子，可促進(jìn)乳腺癌的腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，并與EMT過(guò)程高度相關(guān)。為了進(jìn)一步評(píng)估AR的觀察結(jié)果，作者回顧性研究了IHC在大樣本隊(duì)列中評(píng)估的AR水平，包括113個(gè)ER+ MBC和86個(gè)ER+ FBC樣本(圖3i, j)。結(jié)果顯示，MBC中ar陰性患者的比例明顯低于FBC(分別為5.3%和17.4%)，而MBC中ar++患者的比例高于FBC(分別為69.9%和50.0%)。這一結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了在單細(xì)胞水平上觀察到的MBC患者激活的AR調(diào)控。

圖3、MBC和FBC中癌細(xì)胞轉(zhuǎn)錄的差異

3、活化的脂肪酸代謝與MBC的轉(zhuǎn)移和低免疫浸潤(rùn)有關(guān)

        為了確定MBC和FBC樣本之間癌細(xì)胞代謝的潛在差異，作者評(píng)估了每個(gè)癌細(xì)胞簇中代謝途徑的活性，并確定了男性癌細(xì)胞簇中特異性激活的途徑。結(jié)果表明，脂肪酸代謝相關(guān)途徑在MBC癌細(xì)胞簇中明顯更活躍，包括脂肪酸生物合成、脂肪酸延伸、脂肪酸降解、和不飽和脂肪酸的生物合成(圖4a)。作為新生脂肪生成的必需酶，FASN在MBC癌細(xì)胞中比在FBC樣本中顯著上調(diào)(圖4b、c)。與HER2狀態(tài)無(wú)關(guān)，ER+ HER2+和ER+ HER2- MBC樣本的癌細(xì)胞FASN表達(dá)均高于FBC樣本。為了進(jìn)一步驗(yàn)證這一結(jié)果，作者比較了TCGA隊(duì)列中ER+ MBC和FBC的基因表達(dá)。與此一致的是，FASN在MBC患者中的表達(dá)明顯更高(圖4d)。此外，作者比較了30例ER+ MBC和30例ER+ FBC樣本中FASN的免疫組化染色。結(jié)果顯示，MBC中FASN蛋白水平顯著高于FBC樣品(Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，p值:0.0052;圖4e, f).這一觀察結(jié)果表明脂肪酸在MBC患者腫瘤細(xì)胞能量代謝中發(fā)揮了重要作用。為了弄清楚這種基于性別的差異是否是乳腺癌特異性的，作者進(jìn)一步比較了其他癌癥類型的男性和女性患者的脂肪酸代謝活性。結(jié)果顯示，在男性肺腺癌(LUAD)、腎乳頭狀細(xì)胞癌(KIRP)、食管癌(ESCA)和彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤(DLBCL)患者中，脂肪酸代謝途徑的上調(diào)基因顯著富集。值得注意的是，通過(guò)對(duì)ER+乳腺癌細(xì)胞系(MCF-7)、LUAD細(xì)胞系(A549)和ESCA細(xì)胞系(KYSE150和TE-5)中SREBF1的chip -測(cè)序數(shù)據(jù)分析，作者發(fā)現(xiàn)FASN的啟動(dòng)子在這些細(xì)胞中被SREBF1靶向(圖4)，進(jìn)一步證明了FASN介導(dǎo)的脂質(zhì)代謝受到SREBF1的調(diào)控。此外，在三個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)集的MBC和FBC樣本中，FASN和SREBF1的表達(dá)水平均呈顯著正相關(guān)(圖4h)。此外，受先前研究證實(shí)AR在PRAD中驅(qū)動(dòng)脂肪酸代謝的啟發(fā)，作者研究了MBC和FBC樣本中AR與FASN表達(dá)之間的關(guān)系(圖4i)。結(jié)果表明，在GSE1047306和GSE31259的MBC樣品中，AR和FASN的表達(dá)呈正相關(guān)，而在TCGA數(shù)據(jù)集的FBC樣品中，AR和FASN的表達(dá)無(wú)明顯相關(guān)性。鑒于作者的上述結(jié)果表明，MBC患者的癌細(xì)胞具有更高的轉(zhuǎn)移相關(guān)特征評(píng)分，作者通過(guò)計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)(PCC)進(jìn)一步探索TCGA數(shù)據(jù)集中ER+乳腺癌中脂肪酸代謝與轉(zhuǎn)移的相關(guān)性。結(jié)果顯示，脂肪酸代謝的特征評(píng)分與轉(zhuǎn)移相關(guān)程序，包括細(xì)胞遷移、EMT和血管生成呈正相關(guān)(圖4j)，提示脂肪酸代謝可能參與促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移。先前的研究報(bào)道FASN在乳腺癌轉(zhuǎn)移和進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用。乳腺癌腦轉(zhuǎn)移明顯依賴于FASN介導(dǎo)的脂質(zhì)生物合成，表明FASN可以作為基因或藥物抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移的靶點(diǎn)。作者還分析了TCGA數(shù)據(jù)集中其他癌癥類型的數(shù)據(jù)，以評(píng)估脂肪酸代謝與轉(zhuǎn)移的相關(guān)性。結(jié)果顯示，脂肪酸代謝與轉(zhuǎn)移相關(guān)程序之間的正相關(guān)性在大多數(shù)癌癥類型中并未普遍觀察到，而僅在睪丸生殖細(xì)胞瘤(TGCT)、BRCA和葡萄膜黑色素瘤。此外，作者發(fā)現(xiàn)在TCGA數(shù)據(jù)集的MBC患者中，FASN表達(dá)與T細(xì)胞和B細(xì)胞特征評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(圖4k)，表明激活脂肪酸代謝可能介導(dǎo)低免疫浸潤(rùn)。因此，作者進(jìn)行了一項(xiàng)泛癌分析，以評(píng)估TCGA數(shù)據(jù)集中FASN表達(dá)與免疫浸潤(rùn)之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，在大多數(shù)腫瘤中，FASN表達(dá)與腫瘤純度呈正相關(guān)，而T細(xì)胞和B細(xì)胞浸潤(rùn)評(píng)分與FASN表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。這些結(jié)果提示FASN表達(dá)升高可能與免疫排斥有關(guān)。作者對(duì)TCGA泛癌癥數(shù)據(jù)集的總生存期(OS)、無(wú)進(jìn)展間期(PFI)和疾病特異性生存期(DSS)進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，FASN表達(dá)對(duì)許多類型癌癥的OS、DSS和PFI具有預(yù)后影響，尤其是對(duì)男性癌癥患者。FASN表達(dá)較高的男性BRCA患者預(yù)后相對(duì)較差，但可能由于TCGA中僅存在12個(gè)MBC樣本，因此沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，FASN高表達(dá)可以預(yù)測(cè)膀胱尿路上皮癌(BLCA)和腎透明細(xì)胞癌(KIRC)男性患者的OS和PFI較差。FASN高的男性腎乳頭狀細(xì)胞癌(KIRP)和葡萄膜黑色素瘤(UVM)患者的PFI也明顯較差。FASN高表達(dá)的男性肺鱗狀細(xì)胞癌患者的DSS明顯低于FASN低表達(dá)的患者。然而，這些癌癥女性患者的預(yù)后與FASN表達(dá)無(wú)關(guān)。值得注意的是，較高的FASN表達(dá)是PRAD患者DSS差的預(yù)后因素，這與先前的一項(xiàng)研究一致，該研究表明靶向FASN可以抑制侵襲性和耐藥PRAD。這一結(jié)果提示FASN可能是這些癌癥男性患者的潛在治療靶點(diǎn)。

圖4、MBC腫瘤細(xì)胞特異性激活代謝途徑的鑒定

4、MBC和FBC之間T細(xì)胞亞群功能特征的差異

        為了揭示乳腺癌中T細(xì)胞群的功能亞型，作者對(duì)MBC和FBC樣本中的T細(xì)胞進(jìn)行了聚類分析。共鑒定出13個(gè)細(xì)胞簇，包括7個(gè)CD8+細(xì)胞簇、4個(gè)CD4+細(xì)胞簇和2個(gè)NKT細(xì)胞簇(圖5a)。CD8+ T細(xì)胞分為GZMK + T-1、GZMK + T-2、CAPG + T、IFIT + T、KLRC2 + T、KRT8 + T和TRDV2 + T細(xì)胞。CD4 + T細(xì)胞分為FOXP3 + T調(diào)節(jié)性(Treg)細(xì)胞、CXCL13 + T輔助(Th)細(xì)胞、CCR7+na?ve和FOS+ na?ve T細(xì)胞。值得注意的是，作者發(fā)現(xiàn)CD8 + KRT8+細(xì)胞簇在MBC樣本中顯著富集，而CD4 + CXCL13 + Th細(xì)胞簇在MBC樣本中顯著減少。此外，FGFBP2 + NKT在MBC中富集，NCAM1 + NKT在FBC中富集(圖5b)。這些觀察結(jié)果表明，MBC和FBC患者之間的T細(xì)胞功能可能存在差異。作者進(jìn)一步整合scRNA-seq和scTCR-seq數(shù)據(jù)，比較MBC和FBC樣品的富集程度和克隆大小(圖5c)。作者發(fā)現(xiàn)，一些CD8 + T細(xì)胞的克隆大小，如CD8 + CAPG+和CD8 + IFIT1+簇，在MBC樣本中明顯大于在FBC樣本中(圖5d)。此外，來(lái)自MBC的CD8 + T細(xì)胞的p38 MAPK特征評(píng)分明顯高于FBC(圖5e)，表明MBC的CD8 + T細(xì)胞衰老。高表達(dá)PDCD1和CTLA4的CXCL13 + Th細(xì)胞在MBC樣品中有明顯的缺失和較小的克隆大小(圖5b-d)。先前報(bào)道CXCL13 + Th細(xì)胞的富集與結(jié)腸直腸癌患者靶向PD1或CTLA4的免疫治療的高敏感性有關(guān)29。因此，作者的數(shù)據(jù)暗示男性乳腺癌患者可能對(duì)PD1/PDL1或CTLA4抑制劑不敏感。此外，作者比較了MBC和FBC樣本中CD4 +、CD8 +和NKT細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄模式和功能。在不同性別間，可以觀察到特異性表達(dá)的基因和顯著不同的功能(圖5f, g)。在MBC T細(xì)胞中，上調(diào)的基因顯著豐富了線粒體凋亡途徑。與上述結(jié)果一致(圖5e)，報(bào)道中與T細(xì)胞功能障礙和衰老相關(guān)的p38 α / β MAPK下游通路在MBC T細(xì)胞中富集。值得注意的是，在MBC微環(huán)境中，所有三種亞型T細(xì)胞都有激活的BDNF信號(hào)通路，這可以增強(qiáng)脂質(zhì)氧化。一系列證據(jù)表明，脂質(zhì)氧化是功能失調(diào)或耗竭的T細(xì)胞最重要的特征之一。作者還觀察到AZGP1在MBC T細(xì)胞中的高表達(dá)。據(jù)報(bào)道，AZGP1是癌癥轉(zhuǎn)移和脂質(zhì)代謝的關(guān)鍵啟動(dòng)子。相比之下，FBC樣品表現(xiàn)出高水平的細(xì)胞毒性t細(xì)胞標(biāo)志物，如GZMK、KLRB1、KLRD1、XCL1和KLRC1(圖5f)。此外，FBC T細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因在免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子介導(dǎo)的多種途徑中富集，如IL-2、IL-5、IL-4和TNF- α信號(hào)傳導(dǎo)(圖5g)。此外，作者發(fā)現(xiàn)，與FBC樣品中的T細(xì)胞相比，MBC T細(xì)胞中的脂肪酸代謝途徑被高度激活。總的來(lái)說(shuō)，作者的數(shù)據(jù)表明，MBC微環(huán)境中的T細(xì)胞功能失調(diào)，可能是由脂質(zhì)代謝介導(dǎo)的，而FBC中的T細(xì)胞具有活性的細(xì)胞毒性。

圖5、基于scRNA-seq和scTCR-seq的MBC和FBC中T細(xì)胞亞群和克隆大小的表征

5、脂肪酸代謝水平高的KRT8+T細(xì)胞在MBC微環(huán)境中富集

        根據(jù)作者的對(duì)比分析，KRT8 + T細(xì)胞在MBC樣品中特異性富集(圖5b)。此外，上皮細(xì)胞標(biāo)記物，如KRT8、KRT18和KRT19，在MBC T細(xì)胞中的表達(dá)明顯更高(圖5f)。作者進(jìn)一步說(shuō)明了CD3E和KRT8在單細(xì)胞分辨率下的共表達(dá)(圖6a)，發(fā)現(xiàn)CD3E + KRT8 + T細(xì)胞在MBC樣品中趨于富集(圖6b)。此外，作者對(duì)一名MBC患者的新鮮腫瘤組織進(jìn)行了流式細(xì)胞術(shù)實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證和量化CD3 + KRT8+雙陽(yáng)性T細(xì)胞(圖6d)。使用單抗體標(biāo)記的補(bǔ)償樣品和熒光減一(FMO)對(duì)照來(lái)確定門的設(shè)置位置。首先，通過(guò)正向和側(cè)向散射門控排除碎片，并使用FSC-A/FSC-H剖面對(duì)單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行門控。使用Zombie活/死染色進(jìn)一步排除死細(xì)胞。其次，利用KRT8和CD45分別區(qū)分上皮細(xì)胞(KRT8 + CD45?，24.0%)、免疫細(xì)胞(KRT8-CD45 +， 5.1%)和KRT8 + CD45+雙陽(yáng)性細(xì)胞(5.3%)。KRT8 + CD45+雙陽(yáng)性細(xì)胞中，86.2%為KRT8 + CD45+ CD3 + T細(xì)胞。同樣，87.8%的KRT8-CD45+免疫細(xì)胞是CD3 + T細(xì)胞。為了更好地確定T細(xì)胞亞群，KRT8 + CD45 + CD3+和KRT8-CD45 + CD3+ T細(xì)胞被backgated并覆蓋在FSC-A/SSC-A圖上。結(jié)果表明，KRT8 + CD45 + CD3+和KRT8-CD45 + CD3+ T細(xì)胞均位于淋巴細(xì)胞門。在所有T細(xì)胞(CD45 + CD3 +)中，KRT8+和KRT8?細(xì)胞在該MBC樣本中分別占50.5%和49.5%。因此，這些結(jié)果表明KRT8 + CD45 + CD3 + T細(xì)胞的生物學(xué)存在。此外，作者試圖探索這些ecd3e + KRT8 + T細(xì)胞的功能意義。首先，作者詢問這些細(xì)胞在不同的T細(xì)胞類型中是否具有富集偏好。結(jié)果顯示這些T細(xì)胞傾向于CD8+ 。通過(guò)比較CD3E + KRT8+和CD3E + KRT8?T細(xì)胞的基因表達(dá)，作者發(fā)現(xiàn)CD3E + KRT8+細(xì)胞下調(diào)了細(xì)胞毒性相關(guān)基因，如GZMA、GZMK、IFNG和KLRD1(圖6e)。在CD3E + KRT8 + T細(xì)胞中，TCR信號(hào)通路啟動(dòng)的重要基因FYN也出現(xiàn)下調(diào)。相比之下，與T細(xì)胞衰老相關(guān)的基因如GATA3和與組蛋白相關(guān)的基因如HIST1H1E在CD3E + KRT8+細(xì)胞中表達(dá)水平更高。值得注意的是，一些參與脂肪酸代謝的基因在CD3E + KRT8+細(xì)胞中顯著上調(diào)，包括FASN、HADHA、ELOVL5和HACD3(圖6f)。先前的研究表明，HADHA編碼了催化長(zhǎng)鏈脂肪酸線粒體β氧化的多酶復(fù)合物的一個(gè)亞基。此外，作者還研究了CD3E + KRT8+和CD3E + KRT8?T細(xì)胞的細(xì)胞毒活性，發(fā)現(xiàn)CD3E + KRT8+細(xì)胞的細(xì)胞毒活性較低。作者發(fā)現(xiàn)CD3E + KRT8 + T細(xì)胞中與免疫應(yīng)答誘導(dǎo)的凋亡相關(guān)的基因，如顆粒酶- a和T細(xì)胞受體介導(dǎo)的凋亡途徑的表達(dá)水平明顯較高，但與細(xì)胞應(yīng)激相關(guān)的凋亡并不富集。此外，CD3E + KRT8 + T細(xì)胞中氧化磷酸化和BDNF信號(hào)通路被顯著激活(圖6g)，進(jìn)一步證實(shí)了MBC患者脂質(zhì)代謝與T細(xì)胞功能障礙之間的關(guān)聯(lián)。值得注意的是，AR信號(hào)、蛋白水解和轉(zhuǎn)錄調(diào)控在CD3E + KRT8 + T細(xì)胞的上調(diào)基因中富集得分最高(圖6g)。先前的研究表明，AR調(diào)控的轉(zhuǎn)錄程序可以驅(qū)動(dòng)男性癌癥患者的腫瘤浸潤(rùn)性CD8 + T細(xì)胞耗竭，從而導(dǎo)致抗腫瘤免疫的性別差異。綜上所述，作者的分析表明，CD3E + KRT8 + T細(xì)胞以脂質(zhì)代謝水平升高和AR調(diào)節(jié)為特征，可能參與了MBC患者的免疫功能障礙。

圖6、CD3E + KRT8 + T細(xì)胞的特性

6、腫瘤細(xì)胞與T細(xì)胞之間的通訊參與了MBC的免疫抑制

        作者對(duì)MBC和FBC樣品中不同細(xì)胞類型之間的細(xì)胞間通訊進(jìn)行了分析，以確定免疫微環(huán)境的差異。結(jié)果顯示，MBC樣品中癌細(xì)胞與T細(xì)胞相互作用的數(shù)量大約是FBC樣品的兩倍(圖7a)。與FBC樣品相比，MBC中大多數(shù)T細(xì)胞亞型與癌細(xì)胞的相互作用更多(圖7b)。作者進(jìn)一步確定了癌細(xì)胞和T細(xì)胞亞群之間共同的、男性特異性的、女性特異性的配體受體相互作用(圖7c, d)，表明了MBC和FBC免疫學(xué)的共同和獨(dú)特特征。值得注意的是，TGF-β和TGF-β受體的相互作用在MBC樣品的癌細(xì)胞和T細(xì)胞中被顯著激活(圖7e, f)。先前的研究報(bào)道TGF-β信號(hào)在T細(xì)胞排斥、免疫抑制和腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。抑制TGF-β信號(hào)可增強(qiáng)免疫檢查點(diǎn)阻斷治療乳腺癌的效果。此外，在MBC樣品中發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞與癌細(xì)胞之間存在TIGITNECTIN2相互作用(圖7e)。TIGIT是腫瘤免疫的關(guān)鍵抑制劑，并且TIGIT- nectin2相互作用與T細(xì)胞衰竭有關(guān)。此外，免疫檢查點(diǎn)VSIR在MBC樣本的一些T細(xì)胞亞群上表達(dá)，并通過(guò)TNF與癌細(xì)胞相互作用(圖7e)。綜上所述，作者的研究結(jié)果表明，腫瘤細(xì)胞與T細(xì)胞之間的通訊參與了MBC樣品的免疫抑制。

圖7、MBC和FBC中細(xì)胞間通訊的分析

結(jié)論

        總之，作者的研究在單細(xì)胞水平上表征了MBC和FBC之間的免疫和代謝差異。作者發(fā)現(xiàn)MBC比FBC有更低的免疫浸潤(rùn)和更高的轉(zhuǎn)移潛力。在MBC微環(huán)境中，腫瘤細(xì)胞和T細(xì)胞的脂肪酸代謝均被激活。此外，脂肪酸代謝與MBC轉(zhuǎn)移相關(guān)程序和免疫細(xì)胞消耗密切相關(guān)，表明靶向脂肪酸代謝途徑可能緩解MBC患者的免疫抑制微環(huán)境并抑制細(xì)胞遷移。

實(shí)驗(yàn)方法

        scRNA-seq和數(shù)據(jù)分析，TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)分析，主成分分析、聚類和細(xì)胞類型識(shí)別，代謝途徑分析，細(xì)胞-細(xì)胞通訊分析，功能富集分析，轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析，免疫組織化學(xué)，免疫熒光染色，細(xì)胞培養(yǎng)，流式細(xì)胞術(shù)

參考文獻(xiàn)

        Sun H, Zhang L, Wang Z, Gu D, Zhu M, Cai Y, Li L, Tang J, Huang B, Bosco B, Li N, Wu L, Wu W, Li L, Liang Y, Luo L, Liu Q, Zhu Y, Sun J, Shi L, Xia T, Yang C, Xu Q, Han X, Zhang W, Liu J, Meng D, Shao H, Zheng X, Li S, Pan H, Ke J, Jiang W, Zhang X, Han X, Chu J, An H, Ge J, Pan C, Wang X, Li K, Wang Q, Ding Q. Single-cell transcriptome analysis indicates fatty acid metabolism-mediated metastasis and immunosuppression in male breast cancer. Nat Commun. 2023 Sep 11;14(1):5590. doi: 10.1038/s41467-023-41318-2. PMID: 37696831; PMCID: PMC10495415.