Adv Sci:口腔癌“出芽”的幕后推手,复旦大学刘婷姣/季彤发现成纤维细胞如何通过“握手”和“充电”帮肿瘤细胞逃跑
肿瘤出芽(TB)定义为肿瘤侵袭前沿处单个肿瘤细胞或小型细胞簇(细胞数≤4 个),是口腔鳞状细胞癌(OSCC)关键的不良预后指标。但介导肿瘤出芽的基质调控因子与分子机制尚不明确。
2026年6月30日,复旦大学刘婷姣及季彤共同通讯在
Advanced Science(IF=14.1)
在线发表题为
PDGFRα+/Integrin α2+ Fibroblasts Orchestrate Tumor Budding in Oral Squamous Cell Carcinoma via Mechano-Metabolic Symbiosis: E-Cadherin/Integrin α2β1 Adhesion and Mitochondrial Transfer
的研究论文。
本研究构建肿瘤出芽类器官(TBO)模型,该模型可精准复刻口腔鳞癌肿瘤-基质交界面特征与肿瘤出芽动态过程。联合该模型、单细胞RNA测序(scRNA-seq)、原位RNA测序(isRNA-seq)及功能干扰实验,本研究鉴定出血小板衍生生长因子受体α⁺/整合素α2⁺(PDGFRα⁺/integrinα2⁺)癌相关成纤维细胞(CAFs)为促进口腔鳞癌出芽的核心基质细胞亚群。
口腔鳞癌细胞通过PDGFA/PDGFRα信号通路招募PDGFRα⁺CAFs;此类CAFs通过两条互补的交互通路作用于口腔鳞癌细胞:(1)异型E-钙粘蛋白/整合素α2β1黏附作用,传递生物力学信号并激活YAP通路,诱导类上皮间质转化(EMT)程序;(2)隧道纳米管(TNT)介导的线粒体转运,提升出芽细胞氧化磷酸化(OXPHOS)水平与能量供给。特异性抑制TNT介导的线粒体转运可显著抑制TBO模型与异种移植瘤模型中的TB。
综上,本研究揭示PDGFRα⁺/integrinα2⁺CAFs与口腔鳞癌细胞间存在力学-代谢共生关系,该关系驱动肿瘤出芽,并为阻断这种高侵袭转移前体病变提供可干预靶点。

口腔鳞状细胞癌(OSCC)是头颈鳞状细胞癌(HNSCC)的主要亚型。肿瘤出芽(TB)是OSCC高侵袭性的标志性组织病理学特征,定义为肿瘤侵袭前沿游离的单个肿瘤细胞或小型细胞簇(细胞数量≤4个)。
OSCC中高级别肿瘤出芽与淋巴结转移、治疗耐药及总生存期缩短显著相关。但启动并维持肿瘤出芽的细胞与分子机制尚不明确,部分原因是缺少可模拟侵袭前沿肿瘤-基质动态互作的生理相关模型。
肿瘤微环境(TME)是决定OSCC进展的核心因素。癌相关成纤维细胞(CAFs)是TME中数量最多、功能异质性最强的基质细胞类群。CAFs可通过旁分泌信号、细胞外基质(ECM)重塑及细胞间直接接触促进肿瘤发生发展。
尽管OSCC的肿瘤出芽区域存在大量CAFs浸润,但尚无直接证据证实特定CAF亚群能够启动并维持肿瘤出芽。此外,CAFs存在显著的功能异质性,介导肿瘤出芽的CAF亚型及其信号通路尚未得到完整阐释。该研究空白阻碍了靶向抑制肿瘤出芽治疗方案的研发。

图形摘要(图源自
Advanced Science
)
传统体外模型无法复刻肿瘤-基质交界面的三维结构与细胞接触依赖型相互作用。类器官技术现已成为模拟复杂组织动态变化的有力工具,但绝大多数OSCC类器官体系不包含基质组分,无法重现肿瘤出芽表型。
为解决这一缺陷,本研究构建TBO模型,该模型可模拟三维肿瘤-基质交界面结构,并实现肿瘤出芽动态过程的实时观测。依托该模型,研究联合高分辨率转录组技术与功能实验,筛选介导口腔鳞癌出芽的关键CAF亚群,并解析二者之间力学-代谢交互的内在机制。
本研究结果证实PDGFRα⁺/整合素α2⁺CAFs是调控肿瘤出芽的核心细胞,其通过两套协同机制发挥作用:依靠E-钙粘蛋白/整合素α2β1黏附传递生物力学信号,以及通过隧道纳米管(TNT)转运线粒体提供能量支持;该结论为靶向干预这种高侵袭表型提供了理论治疗框架。
参考消息:https://doi.org/10.1002/advs.76385
