肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）侵袭性强，主要以血行转移为主，微血管侵犯（Microvascular invasion，MVI）是导致HCC术后切除或者移植后复发和转移的重要病理因素 [1]。因此，深入阐明MVI发生的机制对于理解HCC的复发和转移，以及治疗和预后指导方面具有重要的临床意义。然而，HCC的微血管侵犯是一个涉及多步骤多因素参与的复杂生物学过程，其中包括HCC与微环境和宿主状态(包括免疫、内分泌和代谢)的相互作用 [2]。目前仍缺乏在单细胞水平上对MVI+ (MVI阳性)和MVI- (MVI阴性)HCC患者的肿瘤微环境内多细胞生态系统异质性和分子特征的研究。

2023年11月16日，哈尔滨医科大学附属第一医院肝脏外科陆朝阳教授团队联合温州医科大学生物医学工程学院周猛研究员团队，在Hepatology期刊上发表了题为《Single-cell dissection of the multicellular ecosystem and molecular features underlying microvascular invasion in hepatocellular carcinoma》的研究论文。该研究利用单细胞组学技术对涉及免疫，基质和恶性肿瘤等多细胞生态系统进行了综合分析，首次揭示了MVI+和MVI- HCC肿瘤微环境的差异，深入探究了不同细胞组分之间的相关作用关系，并确定了与促进MVI发生相关的具体分子细胞学特征。这一研究为提高临床MVI+HCC的诊断水平以及制定更为有效的治疗策略提供了重要线索。

研究团队通过整合分析自有和公共数据集中来源于16例MVI+ 和7例MVI- HCC患者的40个组织样本的单细胞转录组测序数据，并联合空间转录组数据、多中心HCC队列bulk转录组和临床数据以及多重免疫荧光分析，对与MVI相关的细胞和分子特征进行了全面表征。研究人员发现在MVI+HCC中，特定免疫和基质细胞亚群，包括循环T细胞、LAMP3+树突状细胞、TREM2+巨噬细胞、肌成纤维细胞和肿瘤相关动脉内皮细胞，对于免疫抑制和促转移微环境的形成至关重要。

研究人员采用多步骤分析框架识别到了MVI+肿瘤细胞内的关键分子MDK与STMN1。这两个基因已知与细胞周期调节和肿瘤增殖相关。它们的上调与 MVI+肿瘤细胞中观察到的高增殖特征一致。 通过免疫荧光实验证实了这两个关键基因在 MVI+HCC 组织中的表达升高，表明它们是 MVI+HCC 亚型潜在的治疗靶点。此外，研究人员发现了 MDK介导的肿瘤细胞和TREM2+Macro细胞间通讯是MVI+HCC中特异的互作模式。

最后，通过全面分析 HCC 中不同免疫和基质细胞亚群之间的关联关系，研究人员发现了一个MVI+ HCC 特异性的多细胞簇，被称为 CLAMT。CLAMT 中的细胞成员在浸润丰度和空间模式方面表现出很强的相关性，强调了CLAMT在促进 HCC微血管侵犯形成中的重要作用。

综上所述，该研究全面描述了 HCC 中 MVI 的细胞生态系统和分子特征。 为改善临床诊断和制定更有效的治疗策略提供了宝贵的见解。研究人员强调，仍需要进行更大规模的研究以确认和扩展该研究的发现，并通过体外和体内研究阐明MVI形成的潜在分子机制。

温州医科大学周猛研究员、哈尔滨医科大学附属第一医院陆朝阳教授、崔逸峰助理研究员为该论文的共同通讯作者，温州医科大学李柯博士、哈尔滨医科大学张锐博士和温富凯博士为该论文的共同第一作者。

研究设计和主要结果

参考文献：

1. Lim, K.C., et al., Microvascular invasion is a better predictor of tumor recurrence and overall survival following surgical resection for hepatocellular carcinoma compared to the Milan criteria. Annals of Surgery, 2011. 254(1): p. 108-113.

2. Krishnan, M., et al., Genomic Analysis of Vascular Invasion in HCC Reveals Molecular Drivers and Predictive Biomarkers. Hepatology, 2021. 73(6): p. 2342-2360.