单细胞测序揭示EGFR突变肺癌耐药机制：线粒体转移搭建肿瘤保命通道
2026-04-15 来源:本站 点击次数:147
期刊：Cancer Research
影响因子：16.6
发表时间：2026年3月
通讯作者：南京医科大学附属肿瘤医院尹荣、刘桐言、谭婧
伯豪生物技术服务：单细胞RNA测序服务
科学问题
EGFR突变型肺腺癌（LUAD）在接受酪氨酸激酶抑制剂（TKI，如奥希替尼，Osimertinib）治疗时，肿瘤细胞如何逃避药物杀伤进入“药物耐受持久性（DTP）”状态？微环境中的特定肿瘤相关成纤维细胞（CAF）如何通过与癌细胞形成物理连接，接收受损细胞器，从而协助癌细胞清除氧化应激并促进肿瘤耐药及复发？
实验材料和方法
患者队列与样本处理：
样本分组：治疗初治的EGFR突变型LUAD患者（n=15），以及奥希替尼耐药复发组织与初治组织对比。
样本类型：手术切除的新鲜组织（用于单细胞测序、原代细胞分离、类器官培养）。
细胞模型：患者来源的类器官（PDO）、原代分离的CAF亚群（RGS5+MYL9+CAFs等）、EGFR突变细胞系（HCC827, PC9）。
多组学数据与功能验证：
单细胞转录组（scRNA-seq）：解析EGFR突变LUAD中的成纤维细胞异质性。
转录组测序（Bulk RNA-seq）：分析药物耐受persister (DTP)细胞在不同共培养条件下的基因表达差异。
功能实验：
三维类器官共培养药敏测试、线粒体转移示踪（MitoTracker, mitoDsRed）、透射电镜（TEM）、CRISPR/Cas9或shRNA敲低（Miro1, RhoA）、小鼠皮下移植瘤模型及药物干预。
导语
南京医科大学附属肿瘤医院尹荣、刘桐言、谭婧研究团队在 EGFR 突变肺腺癌耐药机制研究中取得重要突破。研究团队借助伯豪生物提供的单细胞转录组测序技术支持，首次在EGFR突变型肺腺癌（LUAD）中鉴定出一类特殊的癌症相关成纤维细胞亚群（RGS5+MYL9+CAFs）。研究发现，这些细胞在TKI药物（如奥希替尼）诱导的压力下，通过隧道纳米管（TNTs）接收来自癌细胞转移的受损线粒体，充当“代谢垃圾桶”，帮助癌细胞清除毒性活性氧（ROS），从而进入休眠耐受状态（DTP）并引发肿瘤复发。该研究不仅揭示了肿瘤细胞与微环境间“代谢共生”的新机制，还证明了联合使用EGFR-TKI与Rho激酶抑制剂（法舒地尔，Fasudil）可有效阻断这一保护路径，显著克服耐药并延缓肿瘤复发，为攻克EGFR-TKI耐药提供了全新靶点与可行方案。
研究结果的示意概述
技术服务
单细胞RNA测序服务
（技术服务伯豪生物提供）
主要研究
1. 单细胞图谱揭示耐药相关的CAF新亚
通过对6例未接受过治疗的EGFR突变LUAD患者样本进行单细胞测序，研究团队绘制了精细的成纤维细胞图谱，鉴定出5个CAF亚群。其中，类器官-CAF共培养显示，RGS5+MYL9+CAFs可显著降低奥希替尼杀伤效果，促进停药后肿瘤快速复发。临床样本分析显示，该亚群在耐药复发组织中的浸润显著增加，且在TCGA数据库中高浸润该亚群的患者生存期更短。
2. RGS5+MYL9+CAFs充当“代谢垃圾桶”，清除癌细胞损伤线粒体
肿瘤细胞是如何在奥希替尼的高压下存活的？研究发现，RGS5+MYL9+CAFs的共培养显著降低了TKI处理下肿瘤细胞的线粒体ROS（mtROS）水平，维持其线粒体膜电位。但RGS5+MYL9+CAFs自身的mtROS水平反而激增，出现线粒体功能障碍。体内小鼠模型同样证实，这群CAF通过“接收”癌细胞的损伤线粒体，帮助肿瘤细胞解毒并维持存活。
图2. RGS5+MYL9+CAFs可缓解EGFR-TKI诱导的线粒体损伤，并促进DTP形成
3. 隧道纳米管（TNT）是线粒体单向转运的核心通道
受损线粒体如何实现跨细胞移动？借助共聚焦显微镜与流式细胞术追踪，研究团队发现，在奥希替尼的处理下，耐药的肿瘤细胞能够生长出由F-肌动蛋白（F-actin）支撑的细长细胞膜突起——隧道纳米管（TNTs），并与RGS5+MYL9+CAFs精准连接。受损（去极化）的线粒体正是沿着该“通道”被输送给CAF。使用细胞松弛素D（阻断肌动蛋白聚合）可直接切断纳米管，完全阻断线粒体的转移，从而恢复肿瘤对TKI的敏感性。
4. mtROS通过激活Miro1和RhoA驱动纳米管的形成
机制探究表明，TKI药物引发的初始mtROS为信号源，上调肿瘤细胞中线粒体Rho GTP酶1（Miro1）的表达，并驱动受损线粒体从核周向细胞膜周缘聚集。同时，mtROS激活关键细胞骨架调节蛋白RhoA。活跃的GTP-RhoA促进了F-肌动蛋白在细胞膜上的局部富集，进而拉伸形成纳米管。敲低Miro1或利用抗氧化剂清除mtROS，均可阻断线粒体转运、逆转肿瘤耐药性。
图4. mtROS上调Miro1以调节DTP细胞受损线粒体的分布
图5. 依赖RhoA的F-肌动蛋白积累介导纳米管的形成和线粒体转移
上述过程共同发挥作用，便可降低癌细胞内的氧化应激，使其转化为药物耐受的慢循环状态（DTP），而接受线粒体的CAF自身则出现线粒体功能受损。
5. 趋化招募：DTP细胞通过CCL11“招兵买马”
ELISA结果显示，处于DTP状态的癌细胞会分泌趋化因子CCL11，特异性招募RGS5+MYL9+CAFs向肿瘤部位迁移（形成极近的空间距离以便于纳米管对接）。空间定位显示：CAF与残留肿瘤细胞紧密接触，形成“耐药保护微环境”。这种“主动招募”机制使得CAF能够及时到达并为癌细胞提供代谢支持。在小鼠模型中，使用CCL11中和抗体可阻断CAF的浸润，显著恢复肿瘤对奥希替尼的敏感性并延缓复发。
图6. DTP细胞通过CCL11分泌招募RGS5+MYL9+CAFs
6. 治疗策略：法舒地尔联合奥希替尼克服耐药、延缓肿瘤复发
基于上述机制，研究团队探索了联合治疗策略。研究人员在动物模型中测试了FDA已批准的Rho激酶抑制剂法舒地尔（Fasudil，已被证明能有效抑制RhoA介导的TNTs形成）与奥希替尼的联合用药。实验结果表明：在人源化小鼠模型中，“奥希替尼+法舒地尔”的联合方案相比单药治疗，显著减少了肿瘤内的CAF互作，增加了癌细胞凋亡，并大幅延长小鼠的生存期。
结论
本研究借助单细胞转录组系统性解析 EGFR 突变肺腺癌 CAF 异质性，首次阐明RGS5+MYL9+ CAF 通过纳米管介导的损伤线粒体转运帮助癌细胞清除氧化应激、形成 DTP 耐药状态的全新机制。研究锁定CCL11、Miro1、RhoA为关键干预靶点，并提出奥希替尼 + 法舒地尔这一极具临床转化潜力的组合疗法，为临床克服 EGFR-TKI 耐药、减少肿瘤复发提供了全新机制与治疗策略。
参考文献：
Liu, Tongyan et al. “Transfer of Damaged Mitochondria from Cancer Cells to Cancer-Associated Fibroblasts Promotes Tyrosine Kinase Inhibitor Tolerance in EGFR-Mutant Lung Cancer.” Cancer research vol. 86,5 (2026): 1215-1231. doi:10.1158/0008-5472.CAN-25-0433