Cell｜交大沈柏用团队揭示胰腺癌边界“硒生态位”：RTM-Selenop轴驱动肿瘤EMT与铁死亡逃逸

近日，上海交通大学医学院附属瑞金医院沈柏用/Florent Ginhoux教授团队，在Cell杂志发表了题为Resident tissue macrophages transfer selenium transporter protein to protect pancreatic cancer from ferroptosis的研究论文。研究发现，富集于肿瘤边界的组织驻留巨噬细胞能够向高侵袭性的肿瘤细胞提供硒蛋白（Selenop），协助其逃避铁死亡并维持侵袭状态。这一发现打破了对免疫细胞单一免疫调控属性的传统认知，揭示了一种新的肿瘤微环境代谢支持模式：免疫细胞不仅能够释放细胞因子和免疫信号，还可以作为营养和代谢物质供体，直接维持恶性肿瘤细胞的特定侵袭状态。

·关键研究结果·

1. RTMs和MDMs具有不同的转录特征，Mrc1是区分RTMs的可靠标志物

利用 Ms4a3CreERT2RosaTdT 小鼠模型（Ms4a3标记单核细胞来源细胞，即MDMs；未标记的为胚胎来源的RTMs）进行单细胞RNA测序。对正常胰腺和胰腺肿瘤中的髓系细胞进行UMAP聚类，鉴定出多个亚群，包括RTM1、RTM2、Isg+ RTM、TAM1、TAM2、TAM3、moMac等（图1A）。RTMs高表达 Mrc1、Folr2、Lyve1、Cd74、Cd209b 等基因；MDMs高表达 Timp4、Ccr2、Spp1、Chil3、S100a8 等（图 1B）。利用已发表的KC小鼠（诱导性自发胰腺癌）scRNA-seq数据，鉴定了三个RTM亚群：Folr2+Lyve1+RTM1、Cd74+RTM2 和 Isg+RTM（图1C）。RTM1和RTM2可通过LYVE1的表达识别（图1D）。RTM1富集于内吞作用相关通路，RTM2富集于细胞激活相关通路。流式证实，Tomato−RTMs高表达CD206、Tim4、Lyve1和CD209b。因此，Mrc1 可作为识别胰腺中所有RTM亚群的候选标志基因。

图1 RTMs和MDMs具有不同的转录特征，Mrc1是区分RTMs的可靠标志物

2. 肿瘤边界处的RTMs在PDAC早期促进EMT和肿瘤进展

构建 Mrc1CreERT2RosaTdT 小鼠模型进行谱系追踪，证实Tomato+RTMs在肿瘤边界富集，而Tomato-CD68+巨噬细胞浸润肿瘤核心（图2A–2B）。构建 Mrc1CreERT2RosaDTR 小鼠模型，在肿瘤植入前用白喉毒素（DT）清除RTMs。结果显示：显著抑制肿瘤生长，小鼠生存期延长（图2E–2F）。肿瘤边界处E-cadherin+肿瘤细胞百分比增加，ZEB1+肿瘤细胞百分比降低，表明EMT受到抑制（图2J–2M）。在肿瘤植入后10天再清除RTMs，则对肿瘤生长和生存无显著影响（图2G–2I），说明RTMs的作用具有时间窗口特异性（主要在肿瘤早期、MDMs尚未大量募集时）。总体而言，肿瘤边界处的RTMs在PDAC早期促进EMT和肿瘤进展。

图2 肿瘤边界处的RTMs在PDAC早期促进EMT和肿瘤进展

3. RTMs是胰腺中Selenop的主要来源，且Selenop表达与肿瘤EMT呈负相关

为探究肿瘤细胞渐进性发展过程中EMT的异质性，分析了不同时间点诱导的 Ptf1aCreER、LSL-KrasG12D、LSL-tdTomato（PRT） 小鼠模型的scRNA-seq数据集（图3A）。该数据集跨越正常胰腺、癌前病变和胰腺癌阶段，为再现肿瘤发生和EMT过程提供了一个稳健模型（图3B）。从健康胰腺到胰腺上皮内瘤变（PanIN）和PDAC的疾病进展过程中，注释了不同的RTM和MDM亚群（图3C）。在早期阶段，RTM是占主导地位的巨噬细胞群，但随着肿瘤发生的进展，RTM比例逐渐下降（图3D）。

鉴于RTM在空间上邻近EMT易发区域，且RTM清除后微环境成分基本不变，推测RTM分泌的可溶性因子可能有助于EMT诱导，最终确定 Selenop为潜在介导该效应的关键候选分子（图3E）。Selenop在胰腺和PDAC中的RTM中表达最高，并在PDAC后期逐渐转向MDM表达（图3F），提示RTM是初始阶段Selenop的主要来源。与胰腺和肿瘤中的其他免疫及非免疫细胞相比，CD206 hi RTM中的Selenop蛋白表达显著更高（图3G–3J）。

接下来评估了肿瘤中Selenop蛋白的空间分布，在自发性和原位肿瘤模型中，CK19 hi肿瘤区域的Selenop表达显著高于RTM富集肿瘤边界的CK19 lo区域（图3K-3N）。这些结果表明，RTMs是胰腺中Selenop的主要来源，且Selenop表达与肿瘤EMT呈负相关，提示RTM来源的Selenop可能参与EMT调控。

图3 RTMs是胰腺中Selenop的主要来源，且Selenop表达与肿瘤EMT呈负相关

4. RTMs通过Selenop-LRP8轴将硒转移给肿瘤细胞，促进肿瘤EMT和进展

为研究Selenop对肿瘤EMT的影响，构建 Mrc1CreERT2Selenopfl/fl 小鼠（RTM特异性敲除Selenop）。胰腺组织中Selenop蛋白水平显著降低，但血浆中的Selenop水平与WT小鼠相当，支持该模型主要产生局部胰腺效应，而非全身性扰动（图4A）。Mrc1CreERT2Selenopfl/fl 小鼠的肿瘤细胞表现出E-cadherin表达显著增加（图4E和4F）以及EMT特征评分降低，尤其是在RTM富集的肿瘤边界（图4G–4J）。

为验证RTM向肿瘤细胞的Selenop转移是否在体内发生，利用74Se 硒同位素进行示踪。RTM清除后，肿瘤细胞内74Se水平显著降低（图4K和4L）；RTM特异性Selenop敲除后，肿瘤细胞内74Se水平也显著降低（图4M和4N）。空间成像显示，RTM富集的肿瘤边界处74Se 密度也显著下降（图4O–4R），支持肿瘤细胞中的硒含量在体内受RTM来源Selenop调控的结论。

接下来，建立了共培养系统。将肿瘤细胞与WT或Selenop缺陷的腹腔巨噬细胞共培养，WT巨噬细胞可显著提高肿瘤细胞内74Se水平（图4S–4T）。共培养后，分离自 Lrp8⁻/⁻ 肿瘤细胞的 ⁷⁴Se 信号显著低于来自WT巨噬细胞的 Lrp8⁺/⁺ 肿瘤细胞（图4U和4V），表明巨噬细胞来源的硒向肿瘤细胞转移是LRP8依赖性的。这些结果表明： RTMs通过Selenop-LRP8轴将硒转移给肿瘤细胞，促进肿瘤EMT和进展。

图4 RTMs通过Selenop-LRP8轴将硒转移给肿瘤细胞，促进肿瘤EMT和进展

5. RTM来源的Selenop保护肿瘤细胞免于肿瘤边界处的铁死亡

在 Mrc1CreERT2Selenopfl/fl 小鼠中，肿瘤细胞内脂质ROS水平显著升高（图5A和5B）。脂质过氧化标志物 4-HNE 在肿瘤边界显著增加（图5C和5D），且4-HNE+肿瘤细胞与CD206+ 巨噬细胞的距离缩短图（图5E），表明RTM来源的Selenop可能保护肿瘤细胞免于肿瘤边界处的铁死亡。

铁死亡特征基因在RTM-Selenop敲除后的肿瘤边界显著上调。将肿瘤细胞与Selenop充足或缺陷的腹腔巨噬细胞共培养，并加入铁死亡诱导剂 RSL3。结果显示，Selenop充足的巨噬细胞可显著降低E-cadherin-肿瘤细胞的脂质过氧化（图5F–5H）。在RTM清除组中，肿瘤边界脂质过氧化增加；使用铁死亡抑制剂 Liproxstatin-1 可显著逆转RTM清除带来的抗肿瘤效果。总之，这些发现表明RTM来源的Selenop通过提高肿瘤细胞的硒利用度，增强其抗氧化能力，从而在肿瘤边界保护EMT肿瘤细胞免于铁死亡。

图5 RTM来源的Selenop保护肿瘤细胞免于肿瘤边界处的铁死亡

6. 人类PDAC中存在保守的FOLR2+RTM-SEPP1生态位，通过SEPP1保护肿瘤细胞免于铁死亡

基于小鼠PDAC的发现，进一步探究了人类RTM来源的Selenop。在人类PDAC中，从正常胰腺到肿瘤，空间硒水平和SEPP1密度显著降低（图6A–6D）。肿瘤内SEPP1在E-cadherin− 区域表达高于E-cadherin+ 区域，肿瘤核心的4-HNE MFI高于肿瘤边界，CD206在肿瘤边界表达更高，且高CD206表达与较差预后相关。这些观察表明，小鼠与人类PDAC之间存在保守的RTM和SEPP1分布模式。

为进一步探究人类PDAC中RTM群体及其空间定位，对人类PDAC scRNA-seq数据进行分析，鉴定出 FOLR2+ RTMs，其高表达 SLC40A1/SEPP1（图6E–6F）。Xenium空间转录组证实RTMs在肿瘤边界富集（图 6G）。scMetabolism代谢分析和GSVA分析显示，FOLR2+ RTMs具有最高的硒化合物代谢活性，且硒结合和硒微量营养素网络通路上调（图6H–6I）。Stereo-seq验证，FOLR2+ RTM标志基因（包括FOLR2、SEPP1、CD209、SLC40A1）在肿瘤边界共表达（图6J）。这些发现表明，FOLR2⁺RTM存在于人类PDAC的肿瘤边界，高表达SEPP1，并具有增强的硒代谢活性。

随后，将恶性细胞分为EMT hi、EMT med、EMT lo三组，发现SEPP1表达与EMT和铁死亡通路活性呈负相关（图6K）。代谢通量分析显示，间充质恶性细胞对硒酸盐和硒代甲硫氨酸的摄取能力显著降低（图6L），说明这些细胞依赖外部SEPP1作为铁死亡的救援机制。RCTD分析显示，FOLR2+ RTMs在空间上最接近EMT hi 肿瘤细胞（图6M–6N）。综上所述，人类PDAC中存在保守的FOLR2+RTM-SEPP1生态位，位于肿瘤边界，通过SEPP1保护肿瘤细胞免于铁死亡。

图6 人类PDAC中存在保守的FOLR2+RTM-SEPP1生态位，通过SEPP1保护肿瘤细胞免于铁死亡

参考文献

Guo, W, et al. Resident tissue macrophages transfer selenium transporter protein to protect pancreatic cancer from ferroptosis. Cell. 2026. https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.09.001