单细胞测序结合空间转录组学揭示M1巨噬细胞中IRF7基因通过调控脂质代谢相关机制抑制胰腺癌的发生

目的：本研究的主要焦点是探讨胰腺腺癌（PAAD）组织中IRF7对M1型巨噬细胞中RPS18转录的调控分子机制，以及IRF7通过外泌体将RPS18转移至PAAD细胞并调控ILF3表达。方法：利用Gene Expression Omnibus数据库中的单细胞RNA测序（scRNA‐seq）数据和空间转录组学（ST）数据，我们鉴定了PAAD组织中具有显著表达差异的不同细胞类型。在这些细胞类型中，我们鉴定了与脂质代谢密切相关的细胞类型。分析了这些细胞类型中的差异表达基因，并鉴定了与预后相关的靶基因。采用流式细胞术评估M1和M2巨噬细胞中靶基因的表达水平。使用CRISPR/Cas9编辑技术构建靶基因敲除的细胞系，并使用慢病毒载体建立靶基因敲低和过表达的细胞系。此外，建立了M1巨噬细胞来源的外泌体与PAAD细胞的共培养模型。通过代谢组学分析评估了该模型中M1巨噬细胞来源的外泌体对PAAD细胞脂质代谢的影响。使用MTT实验、流式细胞术、EdU实验、伤口愈合实验、Transwell实验和TUNEL染色评估M1巨噬细胞来源的外泌体对PAAD细胞活力、增殖、分裂、迁移和凋亡的影响。此外，建立了小鼠PAAD原位植入模型，并利用生物发光成像评估M1巨噬细胞来源的外泌体对PAAD细胞瘤内形成能力的影响，以及测量肿瘤重量和体积。使用免疫组织化学检测肿瘤组织中增殖相关蛋白的表达。结果：通过scRNA‐seq和ST技术的联合分析，我们发现PAAD样本中M1巨噬细胞与脂质代谢信号密切相关，并且M1巨噬细胞与癌细胞呈负相关。预后风险评分模型的构建确定了RPS18和IRF7是M1巨噬细胞中两个与预后相关的基因，分别呈负相关和正相关。机制上，发现M1巨噬细胞中的IRF7可以抑制RPS18的转录，减少RPS18通过外泌体向PAAD细胞的转移，从而影响PAAD细胞中ILF3的表达。M1巨噬细胞中的IRF7/RPS18还可以抑制脂质代谢、细胞活力、增殖、迁移、侵袭和瘤内形成能力，同时促进细胞凋亡。结论：M1巨噬细胞中IRF7的过表达可能抑制RPS18转录，减少RPS18从M1巨噬细胞来源的外泌体向PAAD细胞的转移，从而抑制PAAD细胞中ILF3的表达，抑制脂质代谢途径，并抑制PAAD细胞的活力、增殖、迁移、侵袭，以及增强细胞凋亡，最终在体内抑制PAAD细胞的肿瘤形成。靶向M1巨噬细胞中的IRF7/RPS18可能成为未来PAAD的一种有前景的免疫治疗方法。