解放军总医院《JCI》研究：聚焦膀胱癌免疫逃逸机制，层层递进揭示天冬氨酸代谢的关键作用今天介绍一项来自301医院团队发表在《JournalofClinicalInvestigation》上的文章：AsparaginedrivesimmuneevasioninbladdercancerviaRIG-IstabilitytypeIIFNsignaling，即《天冬氨酸通过RIG-I稳定性及I型干扰素信号通路促进膀胱癌免疫逃逸》。研究主要发现：天冬氨酸通过抑制I型干扰素信号通路促进膀胱癌免疫逃逸，其代谢酶ASNS的敲低可增强免疫治疗效果，且与抗PD-1疗法具有协同作用。研究团队从膀胱癌的临床治疗困境出发，逐步探索了肿瘤免疫逃逸的机制，并最终揭示了天冬氨酸代谢在其中的关键作用。这个过程充满了层层递进的实验设计和逻辑推理。从临床问题出发：膀胱癌是泌尿系统中最常见的恶性肿瘤之一，尽管免疫检查点抑制剂（ICIs）在近年来取得了突破性进展，但其总体响应率仍然较低，仅为15%到25%。这促使研究团队思考：肿瘤细胞是如何逃避免疫监视的？特别是，肿瘤微环境中的免疫抑制机制是否与肿瘤细胞的代谢状态有关？初步探索：研究团队首先关注了肿瘤细胞的代谢特征，尤其是氨基酸代谢。天冬氨酸代谢酶（ASNS）在多种癌症中表达上调，但其在膀胱癌中的具体作用尚不清楚。因此，研究团队首先在体外敲低了膀胱癌细胞中的ASNS基因，发现其对细胞增殖和迁移能力并无明显影响。这一结果提示研究团队，ASNS可能在肿瘤细胞的其他功能中发挥作用，而非直接参与细胞增殖。为了进一步探索ASNS的功能，研究团队在免疫缺陷小鼠和免疫正常小鼠中分别进行了ASNS敲低的肿瘤细胞移植实验。结果显示，在免疫缺陷小鼠中，ASNS的敲低对肿瘤生长没有影响，但在免疫正常小鼠中，ASNS敲低显著抑制了肿瘤生长。这一结果表明，ASNS的功能可能依赖于完整的免疫系统。基于这一发现，研究团队进一步推测ASNS可能通过调节免疫微环境来影响肿瘤生长。免疫微环境的探索：研究团队通过流式细胞术分析了ASNS敲低肿瘤中的免疫细胞浸润情况，发现CD8+T细胞的浸润显著增加，而其他免疫细胞如CD4+T细胞和NK细胞并无明显变化。这提示研究团队，ASNS可能通过调节CD8+T细胞的功能来影响抗肿瘤免疫反应。进一步的实验显示，ASNS敲低不仅增加了CD8+T细胞的浸润，还增强了其在肿瘤实质中的浸润和细胞因子的分泌。这些结果表明，ASNS可能通过调节肿瘤微环境中的免疫细胞功能来促进肿瘤生长。深入机制探索：为了揭示ASNS的具体作用机制，研究团队进行了RNA测序分析，发现ASNS敲低后，与I型干扰素（IFN-I）信号通路相关的基因表达显著上调。这提示研究团队，ASNS可能通过抑制IFN-I信号通路来促进肿瘤免疫逃逸。进一步的实验显示，ASNS敲低显著增强了IFN-β和CCL5的表达，而这些因子对于CD8+T细胞的浸润至关重要。基于这些发现，研究团队推测ASNS可能通过调节IFN-I信号通路来影响免疫微环境。关键分子的发现：为了进一步探索ASNS如何调节IFN-I信号通路，研究团队关注了RIG-I样受体（RLRs）通路。通过一系列实验，研究团队发现ASNS敲低显著增强了RIG-I的蛋白表达，但并不影响其mRNA水平。这提示研究团队，ASNS可能通过调节RIG-I的蛋白稳定性来影响IFN-I信号通路。进一步的实验显示，天冬氨酸能够直接与RIG-I结合，并促进其通过CBL介导的泛素化降解。这一发现揭示了天冬氨酸代谢与IFN-I信号通路之间的直接联系。临床意义的探索：基于上述发现，研究团队进一步探索了ASNS在临床样本中的表达情况。研究团队发现ASNS在膀胱癌组织中的表达显著上调，并且与患者的不良预后相关。此外，ASNS的高表达与肿瘤微环境中CD8+T细胞的浸润呈负相关。这些结果表明，ASNS可能是一个潜在的免疫治疗预测标志物。最后，研究团队探索了ASNS抑制与免疫检查点抑制剂的联合治疗潜力。研究团队在小鼠模型中发现，ASNS敲低或天冬氨酸酶（ASNase）治疗能够显著增强抗PD-1治疗的效果。最后研究团队简单做一下总结。从研究探索过程来看，研究团队首先从临床问题膀胱癌免疫治疗响应率低出发，基于ASNS在多种癌症中高表达且与免疫治疗效果相关的现象，提出ASNS可能通过调节免疫微环境影响膀胱癌免疫逃逸的研究假设。然后通过体外细胞实验和免疫缺陷小鼠模型发现ASNS敲低对肿瘤细胞增殖和迁移无影响，但在免疫正常小鼠中显著抑制肿瘤生长，进而进一步发现和验证ASNS敲低通过增强CD8+T细胞浸润和功能激活来抑制肿瘤生长，最后揭示天冬氨酸通过与RIG-I直接结合并促进其泛素化降解，抑制I型干扰素信号通路的机制。所以，研究最终确认的结论是ASNS通过调节天冬氨酸代谢抑制I型干扰素信号通路，促进膀胱癌免疫逃逸；而涉及到的细胞类型和表型为CD8+T细胞、肿瘤细胞，分子信号轴为天冬氨酸-RIG-I-I型干扰素信号通路。研究从临床问题出发，层层递进，逻辑清晰，做得太漂亮了！

2025年10月23日，《NatureCommunications》在线发表了来自国家蛋白质科学中心（北京）、中国人民解放军总医院团队的研究成果，论文题为“FAP+fibroblastsorchestratetumormicroenvironmentremodelinginrenalcellcarcinomawithtumorthrombus”。该研究通过单细胞和空间组学技术，从细胞和空间维度系统解析伴静脉癌栓肾细胞癌的肿瘤微环境及其空间组织特征，首次提出以FAP+成纤维细胞为核心的癌栓形成理论模型，揭示其通过促进肿瘤侵袭和免疫逃逸在癌栓形成中发挥关键作用，为临床癌栓新辅助治疗提供新思路。研究背景与概述静脉癌栓显著改变肾细胞癌分期与手术策略，增加手术风险并关联不良预后。新辅助治疗有望实现癌栓术前降级、降低手术难度并改善预后，但现有临床研究疗效不一，尚未形成共识。深入阐明癌栓发生发展机制，可为开发治疗标志物与药物靶点、优化新辅助策略提供依据。单细胞与空间组学技术揭示，肿瘤微环境的细胞构成、互作网络及空间结构与侵袭、转移、耐药密切相关。目前癌栓相关研究尚未系统解析伴静脉癌栓肾癌的微环境与空间结构。本研究采用单细胞与空间转录组测序，对比伴/不伴癌栓患者的癌旁、原发灶、癌栓组织，绘制肾癌单细胞空间图谱，解析关键细胞类型、空间结构与分子机制，并在多临床队列验证临床价值。一、细胞层面识别潜在癌栓相关细胞类型研究对14例伴癌栓、8例不伴癌栓患者共56例新鲜手术样本开展单细胞转录组测序，包括癌旁、原发灶及12例癌栓组织。-组织区域层面：原发灶与癌栓组织的细胞类型比例无统计学差异。-患者群体层面：伴癌栓患者原发灶成纤维细胞显著富集、NK细胞明显减少，并在TCGA-KIRC、公共单细胞数据集及多色免疫荧光中得到验证。-细胞互作：成纤维细胞在微环境中互作最活跃，且是伴癌栓原发灶中特异性激活互作最多的细胞类型，提示其在癌栓形成中的关键作用。二、空间层面识别潜在癌栓相关细胞类型利用10XVisiumFFPE平台对8例伴癌栓患者的4例原发灶、4例癌栓切片进行空间转录组测序，并整合40例多区域肾癌切片数据，构建肾癌空间组织图谱，识别出23个稳定细胞龛（cellniche,CN）。-成纤维细胞广泛参与空间结构构建，与多种细胞协同互作，扮演肿瘤微环境“脚手架”角色。-成纤维细胞与EMT-like肿瘤细胞、增殖性肿瘤细胞组成的CN15在伴癌栓患者中显著扩张，提示该结构与癌栓形成高度相关。三、FAP+成纤维细胞与肾癌癌栓形成密切相关联合单细胞与空间转录组深入解析间质亚群，发现：-肾癌存在显著间质重塑，血管周细胞与成纤维细胞功能状态明显改变。-FAP+成纤维细胞与CYSLTR2+成纤维细胞为主要肿瘤相关成纤维细胞（CAFs），在伴癌栓肾癌中显著富集。-FAP+成纤维细胞主导微环境互作，并参与构建癌栓相关空间结构CN15，是癌栓形成的核心细胞类型。四、单细胞多组学揭示周细胞-成纤维细胞转化结合scRNA-seq、scATAC-seq、空间转录组与轨迹分析，证实：-肿瘤周细胞是FAP+成纤维细胞的重要来源，CYSLTR2+成纤维细胞为过渡状态。-周细胞-成纤维细胞转化在癌栓形成中被过度激活。-CREB3L1、MEF2C为该转化的关键转录因子，分别调控FAP+成纤维细胞特征与转化启动。五、FAP+成纤维细胞调控肿瘤微环境的机制-免疫逃逸：FAP+成纤维细胞与NK细胞丰度/活性呈显著负相关，通过CXCL12-CXCR4、TGFB1-TGFBR等通路抑制NK细胞成熟与毒性，促进免疫逃逸。-肿瘤侵袭：FAP+成纤维细胞直接促进肾癌细胞增殖、迁移与侵袭，通过ECM-整合素通路驱动EMT-like肿瘤细胞侵袭，为癌栓形成提供动力。六、FAP+成纤维细胞的临床价值-预后评估：FAP+特征评分在晚期/高分级肾癌中显著升高，与不良总体生存相关，可作为恶性程度与预后指标。-疗效预测：在抗血管生成治疗（axitinib、sunitinib）组中，高FAP+评分与更差无进展生存相关，提示可预测抗血管生成药物疗效。-耐药提示：周细胞-成纤维细胞转化可能参与抗血管生成耐药，为机制研究与逆转策略提供线索。研究总结本研究首次绘制肾癌单细胞与空间组织图谱，系统揭示伴癌栓肾癌的微环境特征；提出以FAP+成纤维细胞为核心的癌栓形成模型，阐明其通过驱动侵袭与免疫逃逸参与癌栓发生；揭示周细胞-成纤维细胞转化路径及关键转录因子；并验证FAP+作为预后与疗效预测标志物的价值，为癌栓新辅助治疗提供全新靶点与策略。研究团队与基金支持共同第一作者马家铖（清华大学/国家蛋白质科学中心）；黄燕（解放军总医院）；陈洁（武汉大学人民医院/国家蛋白质科学中心）；李杨（国家蛋白质科学中心）共同通讯作者贺福初院士、王晓文副研究员（国家蛋白质科学中心）；黄庆波教授、马鑫教授（解放军总医院）基金支持国家重点研发计划、国家自然科学基金、CAMS医学科学创新基金论文信息Ma,J.,Huang,Y.,Chen,J.etal.FAP+fibroblastsorchestratetumormicroenvironmentremodelinginrenalcellcarcinomawithtumorthrombus.NatCommun16,9387(2025).https://doi.org/10.1038/s41467-025-64447-2