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Nat Commun:揭示伤口成纤维细胞存在12种亚型,有助于实现无疤痕伤口愈合

日期:2019-03-14 23:09:10 来源: 生物谷 点击:

在一项新的研究中,来自美国加州大学欧文分校和宾夕法尼亚大学的研究人员在针对绕过抗疤痕治疗道路上一个关键障碍提出了新见解。他们发现天然的无疤痕皮肤修复过程部分上依赖于循环血细胞的帮助。这些研究结果为开发出通过靶向身体自身血细胞实现无疤痕伤口愈合的潜在疗法指明了方向。相关研究结果于2019年2月8日发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“Single-cell analysis reveals fibroblast heterogeneity and myeloid-derived adipocyte progenitors in murine skin wounds”。论文通讯作者为加州大学欧文分校的Maksim Plikus博士和宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的George Cotsarelis博士。

图片来自Nature Communications, doi:10.1038/s41467-018-08247-x。
皮肤损伤会激活伤口快速修复,这通常导致疤痕形成。与正常皮肤不同的是,疤痕缺乏毛囊和脂肪细胞。产生新的毛发和脂肪是让正常皮肤再生所必不可少的。Plikus及其同事们在2017年发表在Science期刊上的一篇论文中已发现当在愈合伤口期间新的毛囊和脂肪细胞形成时,成年小鼠能够自然地再生出近乎正常的皮肤(Science, 2017, doi:10.1126/science.aai8792)。新的脂肪细胞由肌成纤维细胞(myofibroblast)再生而来,其中肌成纤维细胞是一种之前被认为不能够转化为其他细胞类型的伤口成纤维细胞(wound fibroblast)。这一发现使得伤口成纤维细胞重新受到关注,并成为抗疤痕治疗的一种有吸引力的靶标。

在这项新的研究中,这些研究人员试图进一步描述伤口成纤维细胞并确定它们是否完全相同,是否能够同样地再生出新的脂肪细胞。通过使用一系列单细胞工具,他们观察到伤口成纤维细胞的多样性出乎意料的高。

论文第一作者、加州大学欧文分校博士后研究员Christian Guerrero-Juarez说道,“我们观察到伤口成纤维细胞的多样性是令人吃惊的,存在高达12种不同的细胞亚型。我们了解它们的分子特征,并开始了解它们的独特生物学特性。比如,我们已知道不同的伤口成纤维细胞‘偏好’伤口的某些部分。这表明它们在伤口的不同位置上发挥着特定的作用,并且可能在这种修复过程的不同时间发挥作用。”

在仔细地研究了伤口成纤维细胞后,他们指出,相当多的伤口成纤维细胞具有源自血液的分子迹象。Plikus说,“针对伤口成纤维细胞的分子谱强烈表明多达13%的伤口成纤维细胞在过去的某些时候是转化为产生胶原蛋白的成纤维细胞的血细胞,而且仍然让残留的血液特异性基因开启。” 

确实,在之前其他人已报道过源自血细胞的成纤维细胞,包括位于伤口疤痕中的成纤维细胞。 Plikus说,“我们这项研究的真正新颖之处在于这些产生成纤维细胞的血细胞(称为髓样细胞)能够经重编程后产生新的脂肪细胞。从本质上讲,我们想要伤口实现无疤痕再生,身体必须调动多种细胞资源,包括远程循环的血液祖细胞。”

鉴于利用现有的技术收集和富集髓样细胞是非常容易的,因此这些新的发现为通过递送具有再生能力的祖细胞到伤口部位来增强皮肤的愈合能力提供了可能。接下来,给多样性的伤口成纤维细胞进行富含信息的编目将有助于形成一种平台来让这些研究人员开始鉴定出增强疤痕形成或者促进实现无疤痕皮肤再生修复的新型细胞亚型。

参考资料:

Christian F. Guerrero-Juarez et al, Single-cell analysis reveals fibroblast heterogeneity and myeloid-derived adipocyte progenitors in murine skin wounds, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-018-08247-x.

(责任编辑:sgx)

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