头颈癌淋巴结转移中脂肪酸代谢介导的转移机制：单细胞与空间转录组整合分析

本研究通过整合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组（ST）技术，揭示了头颈鳞癌（HNSCC）淋巴结转移过程中脂肪酸代谢（FAM）的关键作用。研究发现转移性肿瘤中存在LGALS1介导的活跃FAM通路，通过调控PPARγ/Snail/E-cadherin轴促进肿瘤细胞迁移和EMT进程。实验证实敲低LGALS1可显著抑制HNSCC细胞增殖、迁移和淋巴结转移能力，为靶向代谢干预提供了新策略。

　　

头颈鳞癌（HNSCC）作为全球高发恶性肿瘤，其淋巴结转移是影响预后的关键因素。最新研究通过整合单细胞与空间多组学技术，首次系统揭示了脂肪酸代谢（FAM）在肿瘤转移中的核心作用机制。

细胞异质性图谱构建

研究团队利用GSE181919数据集（包含20例原发灶和4例淋巴结转移样本），通过Seurat软件包进行单细胞聚类分析。质控后成功注释7种主要细胞类型：B细胞（CD79A⁺）、T细胞（CD3E⁺）、上皮细胞（KRT5⁺）、成纤维细胞（COL1A1⁺）、巨噬细胞（CD14⁺）、肥大细胞（TPSAB1⁺）和内皮细胞（ENG⁺）。值得注意的是，上皮细胞在转移灶中的组成比例显著改变，暗示肿瘤细胞自身存在进化特征。

转移亚群动态演变

通过InferCNV和CytoTRACE分析，研究者将上皮细胞进一步划分为8个亚群。其中C0、C4、C5亚群表现出最高拷贝数变异（CNV）和分化潜能评分，被定义为转移性肿瘤亚群。Monocle2拟时序分析揭示肿瘤进化存在两个分支：一支趋向原发肿瘤（C1/C6），另一支发展为转移性肿瘤（C0/C4/C5）。这种动态演变过程中，氧化磷酸化（OXPHOS）相关基因（COX6C、ISCA1）和FAM标志物（ECI2、LGALS1）呈现先升后降的表达模式，而上皮-间质转化（EMT）标志物（SERPINE2）则持续上调。

空间代谢特征解析

结合GSE208253空间转录组数据，SPOTlight算法成功将单细胞数据映射至组织切片。结果显示转移性肿瘤亚群在淋巴结转移样本中显著富集，且与T细胞形成特征性边界分布。GSVA分析发现FAM通路活性在转移区域特异性升高，SpaCET算法进一步证实晚期肿瘤中FAM与EMT存在空间共定位特征。这种代谢-表型耦合现象在TCGA数据库中得到验证：淋巴结阳性患者脂肪酸合成、延伸和降解通路评分均显著升高。

关键靶点功能验证

通过差异基因交叉分析锁定LGALS1和ALDH3A1两个FAM相关枢纽基因。临床样本免疫组化显示LGALS1在转移淋巴结中表达显著升高（p<0.01），且高表达患者总生存期更短（HR=1.82）。体外实验证实，敲低LGALS1可使HSC4和CAL27细胞的增殖率降低63%，Transwell迁移数减少71%，同时伴随E-cadherin上调和Snail/PPARγ下调。裸鼠尾静脉注射模型显示，shLGALS1组肺转移灶数量较对照组减少82%（p<0.01）。

分子机制探讨

研究提出LGALS1可能通过双重机制促进转移：一方面作为PPARγ共激活因子增强FASN、ACC等脂质合成基因转录；另一方面通过上调CD36促进游离脂肪酸摄取，形成脂质富集的免疫抑制微环境。这种代谢重编程不仅为转移细胞提供能量，还通过PPARγ/Snail轴加速EMT进程。

该研究首次绘制了HNSCC转移过程中的单细胞代谢图谱，阐明LGALS1-FAM轴在淋巴结转移中的关键作用。这些发现为开发针对肿瘤代谢微环境的精准治疗策略提供了理论依据，特别是LGALS1抑制剂与现有疗法的联合应用值得深入探索。未来研究可通过脂质组学进一步解析特定脂质分子的功能，并开发针对转移前生态位的干预策略。