论文解读│空间转录组联合scRNA-seq揭示非那雄胺治疗后良性前列腺增生组织中上皮细胞的改变

良性前列腺增生（BPH）与雄激素密切相关。美国FDA批准的首个针对雄激素靶点治疗BPH药物是非那雄胺。该药通过选择性抑制SRD5A2，减少双氢睾酮与雄激素受体的结合，降低雄激素反应，从而减小前列腺体积并缓解症状。然而，非那雄胺对部分患者可能无效，甚至可能无意中促进疾病进展，具体机制尚不明确。

为了阐明这一机制，来自上海市浦东新区公利医院泌尿外科、男科学部的王忠教授团队，在本刊发表题为“Integrating spatial transcriptomics and single-cell RNA-sequencing reveals epithelial cell alterations in benign prostatic hyperplasia following finasteride treatment” 的文章。该研究的第一作者是沈彦婷副主任。研究通过空间转录组和单细胞RNA测序技术，揭示了非那雄胺治疗后前列腺上皮细胞的变化，指出EGFR在基底上皮细胞（BE）增殖中的关键作用，并强调这些细胞在非那雄胺治疗反应中的潜在影响。

作者从一名接受非那雄胺（Fin-P）治疗十年的BPH患者和两名未接受治疗的BPH患者（Fin-N）获得的3个BPH组织进行ST测序。共获得6136个ST检测spots，聚类为11个clusters（图1 a）。使用RCTD确定每个cluster的细胞类型。其中，C2和C3被鉴定为富含上皮（图1B）。通过经典的上皮标记基因EPCAM进一步筛选出C2和C3中的上皮ST检测spots，用于后续分析。

已有研究表明，非那雄胺治疗可能导致BPH组织中SRD5A2的减少或丢失，从而引发脱靶效应并削弱其对雄激素反应的抑制作用。然而，作者发现Fin-P上皮中的SRD5A2表达水平与Fin-N上皮相比并无显著差异。同时，Fin-P上皮中AR及其介导的经典转录基因（KLK2和KLK3）表达显著低于Fin-N，且AR介导的转录基因集和雄激素反应基因集评分也显著低于Fin-N（图1C）。scRNA-seq分析结果一致。这些研究结果表明非那雄胺有效减弱了BPH上皮中AR依赖性转录活性，但不影响SRD5A2表达。

正常的前列腺组织中，BE和腔上皮细胞（LE）比例通常相等。然而，在这项研究中，作者观察到Fin-P上皮中LE细胞显著减少，BE细胞显著增加（图1D）。作者推测这种变化与AR介导的转录活性减弱有关，导致细胞生长支持减少和凋亡增加。为验证此假设，作者比较了Fin-P和Fin-N上皮的细胞凋亡基因集评分，结果显示Fin-P上皮评分更高。相关分析表明，AR介导的转录活性减弱显著增强了Fin-P上皮的凋亡，并加速LE细胞丢失。scRNA-seq数据证实了这一点。伪时序分析显示，在特定分支中，促凋亡基因BAX和BID在LE细胞中显著上调，而KLK2和KLK3则下调。这些发现表明，非那雄胺通过减弱AR介导的转录活性促进细胞凋亡，可能是LE丢失的主要原因。

在Fin-P上皮中，BE细胞比例的升高主要归因于其增殖能力增强。分析Fin-P上皮ST检测spots发现，与相对静止的G1期相比，BE细胞在增殖活跃的G2M/S期显著增加，而LE细胞无明显变化（图1E）。伪时序分析显示，BE细胞的G2M评分与其齿状重量呈正相关，表明BE细胞数量增加伴随增殖活性增强（图1F）。相关性分析也显示，G2M评分、S评分及GOBP细胞周期基因集评分与BE细胞的齿状重量显著正相关，而LE细胞未见类似关系。scRNA-seq分析进一步验证了这些结果。综上所述，非那雄胺治疗显著增强BE细胞的增殖活性。

Fin-P组织中BE细胞增殖的驱动机制尚不明确。已有研究表明，AR转录活性减弱可能影响上皮屏障功能，为LE细胞分泌的因子创造有利条件，促进BE细胞增殖。作者通过scRNA-seq和ST数据分析发现，Fin-P上皮中TGFB1-EGFR分子对表达上调，并与G2M和GOBP细胞周期基因集评分正相关；此外，EGFR在Fin-P BE细胞中的表达显著高于Fin-N BE细胞，且Fin-P组织中EGFR+ BE细胞的PCNA表达水平也明显高于EGFR- BE细胞。鉴于EGFR在多种癌症中对细胞增殖的关键作用，作者推测LE细胞分泌的TGF-β1等因子可能通过激活EGFR增强BE细胞的增殖能力。

图1 空间转录组联合scRNA-seq揭示非那雄胺治疗后良性前列腺增生组织中上皮细胞的改变

总之，本研究结果表明，非那雄胺治疗显著减弱了BPH上皮细胞中AR介导的转录活性（图1J），导致雄激素反应持续抑制，进而引发LE细胞凋亡和丢失。这使得上皮屏障完整性受损，促炎因子如TGF-β分泌增加，激活EGFR并促进BE细胞增殖。与以往研究不同，这项研究强调了EGFR在BE细胞增殖中的关键作用，并指出BE细胞可能在非那雄胺治疗无反应或反应不足中起重要作用。因此，针对BE细胞上的EGFR进行靶向治疗，可能是对非那雄胺无反应或不完全反应的BPH患者的一种有希望的治疗策略。

文章来源

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304225000157

引用这篇文章：

Shen Y, Fei X, Dai L, et al. Integrating spatial transcriptomics and single-cell RNA-sequencing reveals epithelial cell alterations in benign prostatic hyperplasia following finasteride treatment. Genes Dis. In Press.