蛋白激酶Cι缺失通过诱导肺腺癌衰老细胞与三级淋巴结构增强免疫监视

《Cell Reports》：Protein kinase Cι dictates tumor trajectory, cell plasticity, and immune surveillance in lung adenocarcinoma

本研究针对肺腺癌（LUAD）中蛋白激酶Cι（PKCι）缺失如何影响肿瘤进展的机制难题，通过单细胞测序与转基因小鼠模型，发现PKCι缺失驱动肿瘤细胞转向肺再生轨迹，形成衰老性PATS样细胞并诱导三级淋巴结构（TLS）生成，进而增强抗肿瘤免疫。该研究揭示了PKCι表达水平决定LUAD免疫微环境特性的新机制，为免疫治疗策略提供新靶点。

　　

肺腺癌（LUAD）作为肺癌中最常见的亚型，因其高度异质性、易转移和免疫逃逸特性，临床治疗面临巨大挑战。尽管针对KRAS和TP53等驱动基因突变的研究已取得进展，但肿瘤细胞如何通过不同轨迹适应微环境并影响免疫应答的机制尚不明确。尤其引人注意的是，约20%的LUAD患者存在蛋白激酶Cι（PKCι）基因的缺失，这种遗传变异与肿瘤行为的关系此前未被深入解析。

为探索PKCι在LUAD中的作用，研究团队构建了Kras^G12D/Trp53^fl/fl（KP）和Kras^G12D/Trp53^fl/fl/Prkci^fl/fl（KPI）基因工程小鼠模型，并通过肺泡Ⅱ型（AT2）细胞特异性启动子（Ad-SPC-Cre）诱导肿瘤发生。通过生存分析、组织病理学评估和单细胞RNA测序（scRNA-seq）等技术，系统比较了KP与KPI小鼠的肿瘤表型、细胞状态演进及免疫微环境特征。

关键实验方法概述

研究利用AT2细胞特异性Cre腺病毒（Ad-SPC-Cre）诱导小鼠LUAD模型；通过scRNA-seq解析肿瘤细胞状态与免疫细胞组成；采用免疫组化（IHC）和免疫荧光（IF）验证蛋白表达与定位；建立原位移植瘤模型并结合INK-ATTAC转基因系统清除衰老细胞；基于TCGA数据库分析人类LUAD中PKCι信号与TLS的相关性。人类LUAD样本来源于梅奥诊所组织库（IRB# 22-010460）。

PKCι缺失抑制肿瘤进展并改变肿瘤轨迹

KP与KPI小鼠的生存分析显示，KPI小鼠中位生存期显著延长（222天 vs. 181天），且肿瘤负荷降低（图1A–C）。组织学分级表明KPI肿瘤多停滞于低级别病变（如非典型腺瘤性增生），而KP肿瘤则快速进展为高级别LUAD（图1D）。scRNA-seq分析揭示，KP肿瘤细胞遵循肺发育轨迹，经AT1/AT2双潜能祖细胞（BP）状态转化为高可塑性细胞状态（HPCS）；而KPI肿瘤细胞则转向肺再生轨迹，形成类primed AT2（pAT2）和类前AT1过渡细胞状态（PATS1/2）（图2B–G）。

PATS样肿瘤细胞呈现衰老表型

KPI肿瘤中PATS1和PATS2细胞高表达细胞周期抑制蛋白p21^CIP1和p16^INK4a/p19^ARF（图3B–D），且PLAUR⁺细胞均不表达Ki67，证实其增殖停滞特性（图3F）。通过TIGIT⁺EpCAM⁺细胞分选与3D培养实验，进一步验证PATS样细胞丧失成球能力，而KP的HPCS细胞具有强克隆形成能力（图3G）。

KPI肿瘤微环境富集三级淋巴结构

免疫细胞scRNA-seq显示，KPI肿瘤中B细胞、自然杀伤（NK）细胞和树突状细胞比例显著升高，而KP肿瘤以髓系来源抑制细胞（MDSC）和中性粒细胞为主（图4A–B）。IHC与IF分析证实KPI肿瘤内存在B细胞区（B220⁺）、T细胞区（CD3⁺）及生发中心（BCL6⁺），符合三级淋巴结构（TLS）成熟特征（图4C–F）。TLS的成熟程度随肿瘤进展而增强（图4F）。

衰老PATS样细胞驱动TLS形成

通过INK-ATTAC系统清除KPI移植瘤中的衰老细胞后，TLS数量显著减少，肿瘤生长受抑制（图5F–J）。相反，用PKCι抑制剂Auranofin处理KP肿瘤可诱导p21⁺ PATS1细胞增多并形成TLS（图5K–L），证明PKCι抑制可重编程肿瘤轨迹。

人类LUAD中PKCι低表达与TLS及衰老细胞相关

TCGA数据分析显示，PRKCI缺失的LUAD样本中PATS1特征评分与TLS特征呈强正相关（r=0.68）（图6D–F）。对53例人类LUAD样本的验证实验表明，TLS阳性肿瘤中p21⁺PanCK⁺细胞比例显著高于TLS阴性组（图6G–H），提示PATS1细胞在人类LUAD中同样参与TLS调控。

结论与意义

本研究首次揭示PKCι表达状态决定LUAD的演化路径：PKCι高表达肿瘤通过肺发育轨迹获得高可塑性，促进免疫逃逸；而PKCι缺失则激活肺再生路径，导致肿瘤细胞衰老并招募淋巴细胞形成TLS，增强免疫监视。该发现不仅解释了PKCι缺失LUAD患者预后较好的临床现象，还为通过靶向PKCι重塑肿瘤免疫微环境提供了理论依据。研究发表于《Cell Reports》，为LUAD的个体化免疫治疗策略开辟了新方向。