发表期刊：Cancer Discovery
影响因子：33.3
发表时间：2026年4月17日
研究疾病：乳腺癌（导管原位癌DCIS 向浸润性导管癌 IDC 转变）、前列腺癌（高级别前列腺上皮内瘤变 HGPIN 向 Gleason Pattern 3 转变）
样本类型：乳腺肿瘤组织、前列腺肿瘤组织（FFPE块、OCT包埋组织、新鲜组织）
样本数量：51 例患者（21例乳腺癌和30例前列腺癌）、319 份组织切片 / 组织块（2D 切片 + 3D 块）
样本分组：癌症类型分组与病变阶段分组
应用技术：Xenium、CosMx、Visium、Visium HD、CODEX、FLSM等
◎ 文章速览
1. 乳腺癌和前列腺癌均为激素驱动型腺癌，具有相似的侵袭演进过程；研究利用光片显微镜在完整肿瘤组织中识别出癌前病变与侵袭区域之间的过渡连接区；
2. 研究建立了多模态连续切片实验流程，整合三维体积重建与空间转录组学，从319份空间检测数据中揭示了定义癌前‑侵袭转变的基因表达特征与新的结构规律；
3. 在乳腺癌中，MGP和PLAT的表达缺失与侵袭性转变显著相关，功能实验证实敲低这两个基因可促进肿瘤发生；在前列腺癌中，GDF15、ALDH1A3、ANPEP和FASN随侵袭进展显著上调，敲低这些基因可抑制PC‑3细胞的增殖与迁移；
4. 在非三阴性乳腺癌的侵袭转变过程中，两类肿瘤相关巨噬细胞（SPP1⁺、MS4A6A⁺）呈现空间特异性富集，提示免疫微环境是驱动侵袭的重要因素。
研究背景
乳腺癌和前列腺癌分别是女性与男性中最常见的侵袭性癌症。尽管二者起源于不同器官，但在发生、进展及核心生物学机制上具有高度相似性：均依赖类固醇激素调控生长，因此拥有相似的激素靶向治疗策略；共享BRCA1/2等遗传易感机制；组织形态上均为腺泡结构，由内层腔上皮细胞与外层基底细胞构成；癌变路径也高度相似，癌前病变分别为导管原位癌（DCIS）和高级别前列腺上皮内瘤变（HGPIN），此时基底细胞层保持完整；而在向恶性肿瘤转变的过程中，基底细胞层破裂，肿瘤细胞向周围组织浸润扩散。
然而，由于传统2D单一组学方法无法完整呈现肿瘤三维拓扑结构及肿瘤‑微环境的原位相互作用，这类恶性转变的空间与分子动态机制仍不明确。本研究开发了结合原位3D成像与连续切片3D重建的一体化研究策略，利用5种空间组学平台（Xenium、CosMx、Visium、Visium HD、CODEX）结合H&E染色，构建多模态3D连续切片分析体系，系统解析乳腺与前列腺肿瘤的恶性转变机制。
研究思路
研究结论
本研究通过多模态3D空间组学技术，系统解析了乳腺癌DCIS→IDC及前列腺癌HGPIN→GP3的癌前‑癌转变机制。研究团队对51例病例开展319次空间检测，结合光片显微镜与5种空间组学平台，首次在三维空间中精确定位侵袭过渡区域，揭示在2D切片中看似分离的病灶，在3D空间中高度互联。
研究鉴定出两类互补的分子调控模式：乳腺癌以抑癌基因缺失驱动侵袭，DCIS 高表达MGP、PLAT等维持基底膜完整性的基因，敲低后显著促进肿瘤细胞增殖与迁移；前列腺癌以促癌基因上调驱动进展，侵袭区域GDF15、ALDH1A3、ANPEP、FASN表达显著升高，敲低后可明显抑制恶性表型。两种癌种共享 FASN、EPHA6等代谢与细胞通讯相关基因，且均受激素信号调控。
肿瘤微环境分析显示，在非三阴性乳腺癌中，SPP1⁺巨噬细胞富集于侵袭前沿，MS4A6A⁺巨噬细胞定位于癌前区域；MFAP5⁺、ASPN⁺癌相关成纤维细胞围绕侵袭区域聚集，促进细胞外基质重塑。本研究建立了一套3D空间组学分析框架，为肿瘤早期干预提供了MGP、PLAT、GDF15等潜在靶点，深化了对腺体来源肿瘤恶性转变共性规律的认识。
研究意义
本研究首次建立多模态3D连续切片空间组学研究框架，实现对乳腺与前列腺癌前癌转变的精确定位与分子解析，突破了传统2D分析的局限。研究不仅鉴定出两种高发癌症中驱动侵袭转变的关键基因（MGP、PLAT、GDF15、ALDH1A3等），并通过功能实验验证其因果作用，为早期干预提供了新的治疗靶点。此外，研究揭示了肿瘤微环境（尤其是SPP1⁺/MS4A6A⁺巨噬细胞与 MFAP5⁺/ASPN⁺成纤维细胞）在恶性转变中的空间特异性作用，强调上皮微环境协同互作在肿瘤进展中的重要性。该方法学框架可推广至其他癌症的空间机制研究，为解析肿瘤异质性、优化早期诊断策略、开发精准治疗手段提供了重要基础。
原文链接：
https://doi.org/10.1158/2159-8290.cd-26-0012
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