研究团队构建了Slc4a11报告小鼠模型,实现了对高可塑性细胞状态的体内标记。单细胞转录组数据揭示了八种肺腺癌细胞状态。HPCS在不同级别的肿瘤中分布存在差异,高级别病变中阳性比例更高。该报告系统为后续谱系示踪和功能研究奠定了技术基础(图1)。
图1:Slc4a11MCD/+报告基因系统标记体内 HPCS
HPCS来源的子代细胞在示踪后14天内广泛分化为多种细胞状态,而AT1样细胞则保持相对单一的分化路径。HPCS来源细胞群体的多样性显著高于对照组。原位移植实验进一步证实,HPCS阳性细胞在二次移植后仍能重建出异质性肿瘤(图2)。
在HPCS特异性标记的小鼠中,清除Slc4a11阳性细胞显著减少了GFP阳性肿瘤面积。HPCS清除后增殖细胞比例下降。皮下移植模型中,HPCS清除同样抑制了肿瘤体积的扩大。以上结果验证了HPCS在维持肿瘤生长中的关键作用(图3)。
在化疗和KRAS靶向治疗干预下,HPCS来源细胞在群体中的占比显著上升。单细胞转录组分析显示,经治疗后残留的肿瘤细胞多源自HPCS谱系,且其表型体积增大。清除HPCS后,联合治疗组的移植瘤体积明显小于对照组(图4)。
SLC4A11与PLAUR阳性细胞富集了高可塑性相关基因程序。免疫组化染色验证了uPAR与整合素α2在人类肺癌组织中的共定位。这表明HPCS程序可能是多种上皮损伤与癌变过程中的保守机制(图5)。
图5:由Slc4a11和Plaur标记的 HPCS 样状态广泛存在于多种癌组织及再生上皮组织中