尽管过去几十年来癌症研究的进展使许多类型癌症的总生存率(OS)稳步提高，但胰腺导管腺癌(PDAC)的预后仍然是所有癌症中最差的(5年的OS为8-10%)。与CAFs相比，PDAC基质中的神经细胞研究有限。神经病变是PDAC的典型特征之一。PDAC进展过程中观察到显著的神经周围改变。越来越多的证据表明肿瘤细胞和神经之间的积极相互作用。 烈冰生物合作伙伴——上海交通大学医学院附属瑞金医院团队针对上述问题展开研究，与2023年7月31日在Nature Communication（IF= 17.694）发表了题为“Schwann cells regulate tumor cells and cancer-associated fibroblasts in the pancreatic ductal adenocarcinoma microenvironment”陈皓教授、蒋玲曦教授和沈柏用教授为本作共同通讯作者。薛美琳博士为本文第一作者。烈冰生物参与了其中的单细胞转录组学（scRNA-Seq）和空间组学（Spatial Transcriptome）的实验数据分析工作。

下面我们一起了解一下本文的研究思路和数据分析过程

实验设计图

1、施旺细胞在肿瘤微环境（TME）积聚的临床显著性

并且对IHC结果进行定量分析发现：与非肿瘤组织相比，施旺细胞更偏好于与肿瘤组织共定位。随后分析预后特征发现，施旺细胞对于PDAC患者预后负相关。 对组织进行H&E染色发现：施旺细胞被基质细胞以及肿瘤细胞包围。此外，对TCGA-PAAD的RNA-seq数据进行分析发现：施旺细胞通路高表达的肿瘤细胞中EMT和CAF信号通路活跃。以上结果暗示：施旺细胞可能通过与肿瘤细胞和成纤维细胞的细胞通讯推动PDAC的进展。

2、单细胞分析揭示施旺细胞聚集的PDAC中肿瘤细胞和CAF细胞的异质性

为了进一步分析施旺细胞肿瘤细胞以及CAF的关系。作者首先利用IHC和病理组织学得到4例PDAC组织。对其进行单细胞分析，得到25150个细胞，粗分类为9种：肿瘤细胞、成纤维细胞、中性粒细胞、单核细胞、T细胞、B细胞、肥大细胞、浆细胞和内皮细胞。选择其中的肿瘤细胞和成纤维细胞进行进一步的细分分析。

细分肿瘤细胞为2类：经典肿瘤细胞和基底样肿瘤细胞（Basal-like）。分析两种肿瘤细胞的信号通路发现：经典肿瘤细胞种上皮通路高表达；基底样肿瘤细胞中基质相关通路高表达，此外高表达的还有神经信号通路（例如轴突引导，轴突生成/调控，神经发育等）。

利用CytoTRACE进行分析发现：基底样肿瘤细胞分化程度较差。并且基底样信号通路根据TCGA数据库来看，是对预后不利的。

细分成纤维细胞为3类：星状细胞，iCAF和myCAF。myCAF中ECM组织和细胞粘附途径信号通路高表达。星状细胞中肌肉收缩与肌动蛋白细胞骨架信号通路高表达。iCAF中轴突导向通路和NGFR高表达。演化分析发现，星状细胞是起始而CAF为分化终点。对演化基因集进行分析发现：细胞迁移、神经和施旺细胞相关通路在Fate2的iCAFs和myCAFs中富集。
根据前期研究：伴有神经肥大和施旺细胞聚集的PDAC环境由恶性CAFs和肿瘤细胞组成，于是作者推测它们可能参与了疾病进展过程中的神经发育和施万细胞的募集。

3、空间转录组学显示施旺细胞被iCAFs和基底样肿瘤细胞包围

对4例新鲜PDAC组织进行了空间转录组（ST）分析。H&E染色证实神经、间质和上皮的准确定位。 根据组织学特征在每一张切片中标注神经、间质和上皮的区域。单样本基因集富集分析(ssGSEA)使用scRNA-seq中的相应标记对成纤维细胞和肿瘤细胞的空间分布进行量化。利用SOX-10和GAP-43作为施旺细胞相关信号通路marker，分析发现：iCAF/Basa-like tumor cell定位在施旺细胞附近而非myCAF/classical tumor cell。 以神经为中心将空间位置分为4层，分析各层基因表达情况发现：靠近Nerve，iCAF/Basa-like tumor cell基因表达越高；myCAF/classical tumor cell基因表达越低。通过空间组学，确认了施旺细胞，iCAF以及Basal-like肿瘤之间的联系。

总结

后续研究者通过TCGA数据库数据分析结果以及对应免疫荧光结果，证明了施旺细胞与iCAF以及基底样肿瘤细胞的定位特征关系。然后，研究者基于SC-CM（施旺细胞细胞培养基）和胰腺癌CAF细胞进行培养后，证明施旺细胞确实可以诱导iCAF形成。并通过体内与体外实验证明这类iCAF的形成对于胰腺癌的进展具有促进作用。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-023-40314-w