期刊：Nature Communications
影响因子：15.7
主要技术：scRNA-seq、Visium

导语
垂体神经内分泌肿瘤（PitNET），既往常称垂体腺瘤，是一类起源于垂体前叶的异质性肿瘤。依据特异性转录因子可将其划分为三大谱系，分别为 PIT1 型、TPIT 型与 SF1 型，各谱系对应不同的激素分泌功能亚型。功能性 PitNET 的临床症状多由激素分泌过量引发，同时肿瘤对视神经等邻近组织结构的压迫，还会诱发头痛、视力障碍等表现，患者症状因肿瘤分泌激素的类型及水平存在显著差异。

手术是目前 PitNET 的核心标准治疗手段，也是缓解肿瘤占位效应与全身内分泌相关症状的首选方案；多巴胺激动剂、生长抑素受体配体等药物治疗，则分别为催乳素瘤、甲状腺刺激激素及生长激素分泌腺瘤等特定亚型的一线治疗选择。但临床中约 35% 的 PitNET 具有侵袭性特征，常导致手术切除不彻底、术后复发率居高不下。侵袭性垂体肿瘤存在常规治疗抵抗、生长速度快、复发频繁等问题，构成了严峻的临床诊疗挑战，因此早期评估肿瘤侵袭性对制定精准干预方案至关重要。

现有研究证实，肿瘤微环境在 PitNET 的生物学行为中扮演关键角色。肿瘤相关巨噬细胞是 PitNET 微环境中的主要免疫细胞，对肿瘤体积、增殖活性及侵袭能力具有显著影响，成纤维细胞、内皮细胞等基质细胞亦参与肿瘤的进展与侵袭过程。然而，免疫细胞、基质细胞与肿瘤细胞之间的复杂相互作用，目前尚未得到清晰阐明，这也凸显了深入开展相关研究的必要性。

近年来，单细胞 RNA 测序技术的应用，进一步揭示了 PitNET 肿瘤异质性与微环境的重要调控作用。国内外多项研究借助该技术，分别发现不同亚型肿瘤在上皮间质转化特征、细胞分化状态与复发模式的关联，以及干扰素 -γ、PBK 基因等在肿瘤微环境重塑及肿瘤细胞增殖迁移中的作用。尽管相关研究已取得一定进展，但学界对 PitNET 肿瘤微环境内的复杂互作机制，尤其是空间层面的调控规律，仍缺乏系统认知。

本研究将整合单细胞图谱与肿瘤空间结构信息，系统解析 PitNET 的肿瘤异质性，明确其与临床表型、细胞组织排布及肿瘤微环境互作的内在联系，挖掘新型细胞标志物及细胞间调控机制，以期为 PitNET 靶向治疗的开发提供全新思路与理论支撑。

主要技术
scRNA-seq、Visium

研究结果单细胞 + 空间转录组构建 PitNET 全景细胞图谱
为解析 PitNET 的细胞与空间架构，研究对 57 份垂体组织样本的 172510 个细胞、35347 个空间位点开展整合分析，样本涵盖 ACTH、PRL、GH 等 11 类 PitNET 亚型及 3 份正常垂体组织（图 1a）。通过激素分泌相关基因检测实现各肿瘤亚型的精准鉴定，单细胞无监督聚类分析明确了肿瘤细胞、髓系细胞、淋巴细胞、成纤维细胞等六大核心细胞簇，与既往研究结论高度一致（图 1c-1d）。不同 PitNET 亚型虽共享核心细胞类型，但细胞占比存在显著的样本特异性，如干细胞主要来源于单一 TSH 肿瘤患者（图 1e）。同时研究利用空间转录组将样本划分为 7 个基于基因特征的生态位，其中 GH/TSH - 免疫混合生态位处于基质区向癌变区的过渡状态，单细胞与空间转录组的整合分析验证了细胞鉴定结果的高度一致性，首次构建了 PitNET 的单细胞与空间全景细胞图谱，为后续机制研究奠定基础。
 

图 1

2. TPIT 谱系中锁定侵袭性 PitNET 核心细胞簇
研究针对不同谱系 PitNET 逐一解析其肿瘤异质性，聚焦 TPIT 谱系的 16 个肿瘤细胞簇，通过层级聚类鉴定出 6 个亚群（图 3a）。其中 ACTH⁽ᴬᵍᵍ⁾亚群为典型的侵袭性特征簇，高表达 CASC5、GTSE1 等 82 个与肿瘤侵袭相关的基因，p53 和 FoxO 通路活性显著增强，细胞周期、增殖及 DNA 修复能力远高于其他亚群（图 3b-3e）。利用 Monocle 2 构建的发育轨迹显示，TPIT 谱系肿瘤以 SCA⁽ᴿᵉᵍ⁾为分化起点，ACTH⁽ᴬᵍᵍ⁾处于分化轨迹的末端，与肿瘤进展密切相关（图 3f）。该侵袭性亚群主要来自携带 TP53 Arg248Gln 热点突变的患者，其 Ki67 阳性率达 8%、Trouillas 分级为 2b 级，无进展生存期仅 15 个月，远短于其他 ACTH 肿瘤患者（图 4a-4j）。单细胞转录组分析还发现，部分 SCA、ACTH 肿瘤存在转录组表型与临床诊断不符的情况，如 SCA1 样本部分簇高表达 ACTH 特异性基因（图 2d-2e），揭示了 PitNET 高度的内在异质性，也证实了分子分型对肿瘤精准表征的重要性。
 

图 2

图 3

图 4

3. SP1+TAM 成 PitNET 侵袭的关键微环境调控因子
肿瘤微环境是调控 PitNET 侵袭的核心，研究对 PitNET 的免疫基质细胞进行系统解析，从 12267 个细胞中鉴定出 16 个免疫基质细胞簇，包括 3 类肿瘤相关巨噬细胞（TAM）、3 类癌相关成纤维细胞（CAF）及 2 类内皮细胞（图 5a-5b）。其中 SPP1+TAM 为特征性巨噬细胞亚型，高表达 OLR1、PLIN2 等基因，PPAR、TNF 信号通路显著富集，且与 CAFs 存在明显的空间共定位（图 5c-5i）。临床样本分析发现，SPP1+TAM 在侵袭性 PitNET 中显著富集，且与肿瘤大小、复发状态及亚型无关（图 6a-6f），这一结果在外部批量测序数据中也得到验证。机制研究证实，SPP1+TAM 通过 SPP1-ITGAV/ITGB1 配体 - 受体通路与肿瘤细胞相互作用，激活下游 MAPK、PI3K/Akt 通路，促进肿瘤细胞的增殖与侵袭（图 6g-6k）。体外实验进一步验证，外源性 SPP1 可显著增强 PitNET 细胞系的增殖、迁移能力，而敲低 ITGB1 则能完全逆转该促肿瘤效应，明确了 SPP1-ITGAV/ITGB1 通路是调控 PitNET 侵袭的核心分子通路。
 

图 5


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结语
本研究首次整合单细胞 RNA 测序与空间转录组技术，对 57 份 PitNET 样本开展系统性分析，全面解析了 PitNET 的肿瘤异质性与肿瘤微环境的空间互作规律。研究明确了 TPIT 谱系中 ACTH⁽ᴬᵍᵍ⁾为侵袭性核心细胞簇，p53 信号通路异常激活是驱动该亚型侵袭的关键分子机制，p53 阳性联合 Ki67 高表达可作为 PitNET 侵袭性的重要预后标志物。同时发现 SPP1+TAM 是调控 PitNET 侵袭的核心微环境细胞，其通过 SPP1-ITGAV/ITGB1 通路促进肿瘤进展，该细胞亚型及相关通路可作为侵袭性 PitNET 的潜在治疗靶点。此外，研究还揭示了不同谱系 PitNET 的异质性特征，发现各谱系未分化亚型共享干样特征签名，为 PitNET 的谱系特异性治疗提供了新思路。该研究弥补了 PitNET 空间层面研究的空白，不仅为深入理解 PitNET 的发生发展机制提供了全新视角，也为临床筛选侵袭性 PitNET、开发精准靶向治疗方案提供了重要的分子依据，有望为改善侵袭性 PitNET 患者的预后带来新突破。

参考文献：
Su W, Ye Z, Liu J, Deng K, Liu J, Zhu H, Duan L, Shi C, Wang L, Zhao Y, Gong F, Zhang Y, Hou B, You H, Feng F, Ling Q, Xiao Y, Guo Y, Fan W, Zhang S, Zhang Z, Hu X, Yao Y, Zheng C, Lu L. Single-cell and spatial transcriptome analyses reveal tumor heterogeneity and immune remodeling involved in pituitary neuroendocrine tumor progression. Nat Commun. 2025 May 30;16(1):5007. doi: 10.1038/s41467-025-60028-5. PMID: 40442104; PMCID: PMC12122724.