胰腺导管腺癌（PDAC）是一种预后极差的恶性肿瘤，5年总生存率仅约10%。神经浸润（PNI）是其标志性病理特征，发生率高达70-100%，与局部复发、转移和不良预后密切相关。然而，PNI的分子机制尚不明确，缺乏有效的预测标志物和治疗靶点。近年来，肿瘤与施万细胞（Schwann cells，亦称雪旺细胞）之间的交互作用成为研究热点，尤其是SCs去分化在PNI中的启动作用。
本研究通过整合临床样本的RNA-seq、空间转录组学和单细胞分析，系统解析了PDAC微环境中肿瘤细胞与SCs的互作机制。研究发现，肿瘤来源的前列腺素E2（PGE2）通过其合成酶PTGES驱动SCs去分化，进而分泌LIF和ADAMTS-1，促进细胞外基质降解和神经重塑，最终形成有利于PNI的微环境。这一发现为靶向PTGES-SC轴治疗PDAC相关PNI提供了新的理论依据。
近日，福建医科大学附属第一医院刘奇才、郜峰、翁山耕团队与清华大学董家鸿团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》（IF=81.2）发表了题为“Prostaglandin E2-driven dedifferentiation of Schwann cells leads to perineural invasion in pancreatic ductal adenocarcinoma”的研究论文，系统解析了PDAC微环境中肿瘤来源的PGE2通过诱导施万细胞去分化并分泌LIF和ADAMTS-1，从而促进神经浸润的分子机制。
唯誉智合为该研究提供了RNA测序服务，为机制验证与数据支撑提供了技术支持。
研究内容
施万细胞在PNI阳性区域富集
为解析PDAC中PNI微环境的分子机制，研究对4例PNI阳性PDAC组织进行了空间转录组测序，并整合了7个公共单细胞RNA-seq数据集。根据H&E染色将组织分为PNI区域（PNI）、PNI近端、PNI中端、PNI远端及对应的非PNI区域。GSVA分析显示，施万细胞相关通路（如“轴突导向”）从PNI远端向PNI区域逐渐增强。单细胞分析鉴定出11个主要细胞簇，其中施万细胞（n=92）分为两个亚群：非髓鞘化施万细胞（Nomyelinating_SC）和髓鞘化施万细胞（Myelinating_SC）。空间映射显示，非髓鞘化施万细胞仅局限于PNI区域，而髓鞘化施万细胞在PNI和非PNI区域均有分布。多重免疫组化（mIHC）证实，在PNI+组织中，肿瘤环绕的神经纤维高表达去分化标志物SOX2和c-Jun，且p75NTR阳性细胞比例显著高于PNI-组织（p=0.0152）。
胰腺癌细胞与施万细胞的交互作用
阐明SCs与胰腺癌细胞之间的分子交互，研究对体外共培养后的SCs进行了RNA-seq分析。Venn图显示，差异表达基因显著富集于“运动蛋白”、“轴突再生”和“细胞周期”等通路。非接触共培养实验表明，与PANC-1或BxPC-3细胞共培养后，RSC96和sNF96.2细胞的迁移能力显著增强，形态从短突触转变为长而细的突起，并形成网状结构。N-cadherin及去分化标志物p75NTR、c-Jun、SOX2和GDNF的表达显著上调。反之，SCs也增强了PANC-1和BxPC-3细胞的迁移、增殖和侵袭能力，并诱导上皮-间充质转化（EMT），表现为N-cadherin、vimentin和SNAI1上调，E-cadherin下调。
共培养系统中PTGES/PGE2升高与PNI相关
为鉴定PNI的关键旁分泌信号，研究整合了共培养后胰腺癌细胞的RNA-seq、9例临床PDAC样本的转录组数据及GEO数据库（GSE102238）中28对PNI+/-样本的转录组数据。Venn图分析发现，NUF2、NEK2、MELK、C1GALT1、ADGRF1和PTGES六个基因在PNI+样本中显著上调。空间转录组分析显示，PTGES在肿瘤区域高表达，并特异性富集于PNI区域，而在非PNI区域几乎不表达。mIHC证实PTGES与MUC1共定位，而非PGP9.5。IHC分析显示，PDAC-PNI+组织中PTGES的H-score显著高于正常组织和PDAC-PNI-组织。Western blot进一步证实，共培养后PTGES表达升高，ELISA检测显示共培养系统中PGE2水平显著升高，而PTGES抑制剂CAY10526或siPTGES可降低PGE2水平。
胰腺癌来源的PGE2诱导施万细胞活化
细胞免疫荧光证实RSC96和sNF96.2细胞表达PGE2受体PTGER1、PTGER2和PTGER4。PGE2处理SCs后，鬼笔环肽染色显示细胞呈现典型的纺锤形和双极形态，与去分化状态一致。Western blot显示p75NTR、c-Jun和SOX2的表达呈PGE2浓度依赖性增加。CAY10526或siPTGES处理可降低共培养系统中SCs的去分化标志物表达，而外源性PGE2可逆转这一抑制效应。3D细胞迁移实验表明，CAY10526或siPTGES显著削弱了SCs向胰腺癌细胞的定向迁移。DRG外植体共培养实验显示，CAY10526或siPTGES处理显著抑制了DRG轴突生长。PTGES敲除的BxPC-3细胞系进一步验证了这些结果。
去分化施万细胞分泌LIF和ADAMTS-1促进PNI
为揭示PGE2促进PNI的机制，对PGE2处理后的RSC96细胞进行RNA-seq分析。Venn图显示，LIF（|log2FC|=1.12）和ADAMTS-1（|log2FC|=1.67）显著上调。RT-qPCR和Western blot证实，胰腺癌细胞和PGE2可上调SCs中LIF mRNA和ADAMTS-1蛋白的表达。CAY10526或siPTGES可降低ADAMTS-1表达，而PGE2可逆转。LIF中和抗体（AB-449-NA）处理减少了共培养系统中的轴突生长指数和胰腺癌细胞对神经的侵袭。动物实验表明，与SCs预共培养的胰腺癌细胞形成更重的肿瘤并导致更差的坐骨神经功能评分，而CAY10526或AB-449-NA治疗显著减轻了肿瘤重量并改善了神经功能评分。透射电镜显示，肿瘤神经侵袭导致髓鞘严重脱髓鞘，CAY10526或AB-449-NA可改善这一损伤。
总结
综合以上结果，本研究得出结论：胰腺癌来源的PGE2通过激活施万细胞上的EP受体，驱动其去分化并分泌LIF和ADAMTS-1，从而促进神经浸润。具体机制为：PDAC细胞中PTGES高表达导致PGE2合成增加，PGE2与SCs上的EP受体结合，诱导SCs去分化并上调LIF和ADAMTS-1的表达；LIF发挥神经营养作用促进神经生长，ADAMTS-1降解细胞外基质，共同为肿瘤细胞沿神经侵袭创造有利微环境。该研究不仅深化了对PDAC中PNI启动机制的理解，也为靶向PTGES-SC轴治疗PNI提供了新的理论与技术参考。