題目：Single cell atlas identifies lipid-processing and immunomodulatory endothelial cells in healthy and malignant breast
日期：2022-09-20
期刊：Nature Communications
鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-33052-y
本文旨在進一步揭示乳腺癌中內皮細胞的異質性。作者對9名患者的26515個細胞（其中有8433個內皮細胞）進行單細胞轉錄組測序。然后和已發表的肺部腫瘤內皮細胞類型進行比較，發現血管生成內皮細胞的表型是相似的，而其他亞群不同。預測細胞間的互作發現了內皮細胞和免疫細胞之間的受體-配體相互作用，說明乳腺內皮細胞會參與免疫應答。此外還發現了一個毛細血管內皮細胞亞型（脂質處理內皮細胞，LIPEC），它在腫瘤周圍乳腺組織中的含量更高。最后，對4648名乳腺癌患者回顧性分析發現，二甲雙胍(一種間接PPAR-γ信號激活劑)治療可提供持久的臨床效益，并與LIPEC豐度呈正相關。
作者收集了9名患者中的腫瘤組織和配對的腫瘤周圍組織（非惡性，盡可能遠離原發腫瘤），她們屬于早期、未接受過治療的HR陽性、HER2 陰性。最后得到了8433 個高質量的細胞，聚類分群得到12個群。
發現內皮細胞群屬于傳統意義上的血管，比如包含動脈(HEY1, IGFBP3)，毛細血管(CD36, CA4)，靜脈(ACKR1)和淋巴內皮細胞 (LECs，CCL21 PROX1)。
不同的EC亞群參與不同的通路：
作者拿到一個包含21000多個ECs的NSCLC數據，利用scmap將乳腺癌的EC cluster和 NSCLC進行比較，其中90%的細胞分群相似，而10%是乳腺癌特有的EC細胞群。
對乳腺癌和肺癌所有的EC亞群的marker進行基因集的相似性評分，發現乳腺和肺組織中的LECs和angiogenic ECs在表達水平上是相似的。乳腺癌和肺癌腫瘤類型中每個亞群的top50 marker基因進行評估，發現angiogenic ECs之間共有22個基因，LECs之間共有28個基因，動脈ECs之間共有15個基因。angiogenic ECs中幾個共有的基因參與了ECM重塑(COL4A1, COL4A2, HSPG2, MMP2, SPARC)
有證據表明ECs在癌癥紊亂的免疫穩態中可能起作用。作者發現有幾個與腫瘤免疫相關的基因在靜脈EC亞群的marker基因中排名前10。靜脈內皮細胞(EC7-10)包含很多參與抗原處理和呈遞的基因，包括對外源性抗原呈遞很重要的基因(HLA-II基因)。
與靜脈pECs相比，靜脈TECs表現出較低的基因表達水平，涉及抗原呈遞(HLADRB1, HLA-DRB5和HLA-DRA) ，免疫細胞募集(SELP、LIFR和ACKR1)和抗腫瘤炎癥(CCL14, IFITM1)。
作者首先探索了ECs表達配體和免疫細胞表達受體的受體-配體相互作用(RLI)。發現腫瘤中的血管生成ECs和TAMs(Mye1)通過TGFB1-TGFBR1進行相互作用，可能促進免疫抑制TAM浸潤。血管生成ECs—骨髓細胞相互作用確實有助于形成乳腺腫瘤免疫微環境。
另外預測了以前未被識別或特征不明顯的相互作用。例如血管生成ECs (FLT1, KDR和NRP1)和cDCs (VEGFA)之間的相互作用，可以刺激血管生成。首次報道了CLEC2B在靜脈EC表達，并驗證了靜脈EC上的配體CLEC2B(也稱AICL)和細胞毒性NK細胞上的受體KLRF1的相互作用。
與pECs相比，TECs富集了參與ECM重塑和氧化磷酸化的基因集，但脂質代謝相關的基因集表達水平較低。作者對所有 12 種 EC 亞型（pEC 和 TEC）進行了GSVA分析，發現乳腺毛細血管Ⅱ ECs的基因主要富集在脂質代謝、運輸和分解代謝途徑，并將表達該特征的ECs稱為LIPECs。
作者利用長時間隨訪的大型乳腺癌患者數據集，回顧性分析二甲雙胍治療對4648例早期激素受體陽性、 Her2陰性BC女性患者隊列的臨床結果的影響。分析顯示，二甲雙胍治療的乳腺癌患者的死亡率降低了31.4%，轉移發展降低了25.5% 。
在腫瘤切除前接受二甲雙胍治療的乳腺癌患者的腫瘤中，FABP4+ LIPEC血管比未接受二甲雙胍治療的BC患者(不論是否糖尿病)的腫瘤多3-4倍。
作者發現乳腺和肺腫瘤似乎依賴于相同的EC亞群來形成新的血管；乳腺中的靜脈內皮細胞表達免疫調節基因，ECs可能發揮免疫調節作用。還發現了一種乳腺毛細血管EC種群(LIPEC)，表達脂質代謝和轉錄因子PPAR-γ相關的標記物，編碼ECs和其他細胞類型中的脂質代謝調控因子，上調FABP4的表達。
