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      單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)在傷口愈合中的研究進(jìn)展

      2024-06-01 14:28:55王嘉廳李冬青吳信峰
      中國美容醫(yī)學(xué) 2024年5期
      關(guān)鍵詞:傷口愈合

      王嘉廳 李冬青 吳信峰

      [摘要]傷口愈合是皮膚受傷或感染后修復(fù)皮膚屏障的一個(gè)復(fù)雜生物學(xué)過程。傷口愈合不良會(huì)導(dǎo)致機(jī)體的功能障礙,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量,同時(shí)顯著增加了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展和成熟,單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)因其能精細(xì)劃分細(xì)胞亞群、評(píng)估細(xì)胞異質(zhì)性、追蹤細(xì)胞譜系、識(shí)別稀有細(xì)胞等獨(dú)特優(yōu)勢已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。本文主要綜述單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)在傷口愈合中的研究進(jìn)展,旨在為傷口愈合的基礎(chǔ)和臨床研究提供參考。

      [關(guān)鍵詞]單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序;傷口愈合;急性傷口;慢性傷口;病理性瘢痕

      [中圖分類號(hào)]R619+.6? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A? ? [文章編號(hào)]1008-6455(2024)05-0175-05

      Advances in Single-cell Transcriptome Sequencing Technology in Wound Healing

      WANG Jiating1, LI Dongqing 1,2, WU Xinfeng1

      ( 1.Hospital for Skin Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Nanjing 210042, Jiangsu, China; 2.Jiangsu Key Laboratory of Molecular Biology of Dermatology and Venereal Diseases, Institute of Dermatology, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Nanjing 210042, Jiangsu, China )

      Abstract: Wound healing is a complex biological process of repairing the skin barrier after a skin injury or infection. Poor wound healing leads to dysfunction of the organism, which seriously affects the quality of life of patients and significantly increases their economic burden. With the development and maturation of high-throughput sequencing technology, single-cell transcriptome sequencing technology has been widely used in biomedical fields due to its unique advantages such as its ability to finely delineate cell subpopulations, assess cellular heterogeneity, track cell lineage, and identify rare cells. In this paper, we summarize the research progress of single-cell transcriptome sequencing technology in wound healing, aiming to provide a reference for basic and clinical research on wound healing.

      Key words: single-cell transcriptome sequencing; wound healing; acute wounds; chronic wounds; pathological scarring

      皮膚損傷后的傷口愈合涉及皮膚不同層次的各種細(xì)胞成分和細(xì)胞外基質(zhì)之間的結(jié)合和交流。在正常的生理?xiàng)l件下,表皮屏障功能的修復(fù)是非常有效的,但真皮深層的修復(fù)則相對(duì)較差,會(huì)導(dǎo)致瘢痕的形成,喪失了原有的組織結(jié)構(gòu)和功能。當(dāng)正常的皮膚修復(fù)程序出現(xiàn)問題時(shí),有兩個(gè)主要的結(jié)果:皮膚潰瘍(慢性傷口)或瘢痕組織過度增生(病理性瘢痕)[1]。傷口愈合過程極其復(fù)雜,其分子機(jī)制尚不明確,且易受各種系統(tǒng)因素如高齡、肥胖、糖尿病和血管性疾病等影響。近年來,單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)已成為生命科學(xué)領(lǐng)域中的新寵兒,與傳統(tǒng)的bulk轉(zhuǎn)錄組測序獲得混合細(xì)胞群的平均基因表達(dá)相比,其可在單個(gè)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組學(xué)水平上進(jìn)行高通量測序,為人類更加深入地研究和理解疾病的發(fā)生發(fā)展提供了全新的視角。本文主要闡述單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序在傷口愈合(包括急性傷口、慢性傷口、病理性瘢痕)中的研究進(jìn)展。

      1? 急性傷口與單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序

      在正常皮膚中,皮膚穩(wěn)態(tài)和屏障功能是通過常駐的角質(zhì)形成細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、T細(xì)胞、肥大細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和微生物組之間的相互作用建立的。當(dāng)皮膚屏障被破壞時(shí),傷口執(zhí)行一套循序漸進(jìn)的自我修復(fù)過程,包括炎癥期、增殖期和重塑期,每個(gè)階段都被一系列的細(xì)胞因子和介質(zhì)激活,最終愈合修復(fù)皮膚屏障。

      1.1 角質(zhì)形成細(xì)胞:角質(zhì)形成細(xì)胞作為表皮主要細(xì)胞類型,參與急性傷口愈合的各個(gè)階段。在炎癥期,角質(zhì)形成細(xì)胞能釋放各種促炎因子和抗菌肽,進(jìn)一步趨化免疫細(xì)胞擴(kuò)大炎癥反應(yīng),同時(shí)輔助免疫細(xì)胞清除傷口中病原體;在增殖期和重塑期,角質(zhì)形成細(xì)胞增殖、遷移、分化來形成表皮屏障[2]。

      Haensel D等[3]剖析了小鼠急性傷口和正常健康皮膚中基底細(xì)胞構(gòu)成、異質(zhì)性和細(xì)胞動(dòng)力學(xué),發(fā)現(xiàn)兩者均存在四種基底細(xì)胞亞群:Early-response (ER)、Growth-arrested (GA)、Col17a1Hi三種非增殖亞群以及MKi67+增殖亞群,前三者分別高表達(dá)Fos、Cdkn1a、Col17a1/Trp63;擬時(shí)序分析表明基底細(xì)胞分化軌跡是從Col17a1Hi亞群開始的,首先分化成ER亞群,進(jìn)而分化為MKi67+增殖亞群或分化為GA亞群,最終向著棘層分化。Siriwach R等[4]發(fā)現(xiàn)溶血磷脂酸能通過RHO/ROCK-SRF和ERK信號(hào)通路誘導(dǎo)小鼠傷口中基底細(xì)胞分化為THBS1+遷移型角質(zhì)形成細(xì)胞,促進(jìn)傷口愈合。Li D等[5]解析了人類急性傷口和正常健康皮膚中角質(zhì)形成細(xì)胞的異質(zhì)性,可分為四類亞群:KRT10+棘層細(xì)胞、S100A7+顆粒層細(xì)胞、IFITIM1+和IGFBP3+基底細(xì)胞,急性傷口信號(hào)可誘導(dǎo)前兩者的比例升高。

      此外,表皮中有1%~10%的基底細(xì)胞屬于表皮干細(xì)胞,按解剖部位可分為毛囊間表皮干細(xì)胞和毛囊皮脂腺單位中的干細(xì)胞。毛囊間表皮干細(xì)胞通過增殖、終末分化從而實(shí)現(xiàn)表皮自我更新,維持表皮的穩(wěn)態(tài);來自毛囊的干細(xì)胞有助于傷口的再上皮化。Wang S等[6]研究發(fā)現(xiàn)人類新生兒表皮中存在四種處于不同空間位置的毛囊間表皮干細(xì)胞亞群,分別高表達(dá)PTTG1、RRM2、ASS1、KRT6A/GJB2,WNT靶基因和表觀遺傳修飾因子UHRF1和HELLS以及原癌基因PTTG1對(duì)表皮穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。Joost S等[7]發(fā)現(xiàn)皮膚傷口信號(hào)會(huì)激活Lgr5+毛囊隆突干細(xì)胞的毛囊間表皮特性,下調(diào)隆突相關(guān)基因,來快速適應(yīng)傷口微環(huán)境。

      1.2 成纖維細(xì)胞:在增殖期和重塑期,各種細(xì)胞因子刺激成纖維細(xì)胞增殖和遷移形成傷口肉芽組織,分泌細(xì)胞外基質(zhì),最終逐漸纖維化形成瘢痕。成纖維細(xì)胞也能釋放各種生長因子促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖,部分成纖維細(xì)胞亞群可以被激活形成肌成纖維細(xì)胞促進(jìn)傷口收縮[1]。

      Driskell RR等[8]通過對(duì)小鼠進(jìn)行系譜追蹤,發(fā)現(xiàn)小鼠背部真皮成纖維細(xì)胞按解剖部位和標(biāo)記基因可分為四個(gè)亞群:CD26+/Sca1-乳頭層成纖維細(xì)胞、Dlk1+/Sca1-網(wǎng)狀層成纖維細(xì)胞、Sca1+/Dlk1+和Sca1+/Dlk1-原脂肪成纖維細(xì)胞。Guerrero-Juarez CF等[9]發(fā)現(xiàn)創(chuàng)傷會(huì)誘發(fā)小鼠傷口中成纖維細(xì)胞的高度異質(zhì)性,確定了一種罕見的具有髓系特征的成纖維細(xì)胞亞群可以促進(jìn)脂肪的再生。Tabib T等[10]首次通過單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序識(shí)別了人類真皮中兩種主要的成纖維細(xì)胞亞群:第一種表達(dá)SFRP2和DPP4/CD26,可能參與細(xì)胞外基質(zhì)沉積或定向的經(jīng)典作用,第二種表達(dá)FMO1、LSP1和CXCL12,可能在CXCR4+免疫細(xì)胞的滯留中發(fā)揮作用。Philippeos C等[11]通過空間轉(zhuǎn)錄組和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序分析的結(jié)合,將人類真皮成纖維細(xì)胞劃分為:CD90+/CD39+/CD26-細(xì)胞,其特點(diǎn)是表達(dá)特定的膠原,定位在真皮上部;CD90+/CD36+細(xì)胞,位于真皮下部,代表前脂肪細(xì)胞;其余三種位于整個(gè)網(wǎng)狀真皮:CD90+/CD39-/RGS5+細(xì)胞,對(duì)應(yīng)周細(xì)胞,以及CD90+/CD39+/CD26+和CD90+/CD39-/RGS5-細(xì)胞,它們是尚未定性的成纖維細(xì)胞亞群。由此可見,人類真皮成纖維細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)集的結(jié)果之間明顯缺乏可重復(fù)性,這可能歸因于供體部位和特征不同或樣本處理的取樣異質(zhì)性[12]。Ascensión AM等[13]對(duì)已發(fā)表的單細(xì)胞數(shù)據(jù)集進(jìn)行重新分析,識(shí)別了三大類成纖維細(xì)胞和十種亞型,其標(biāo)記基因在不同研究中具有顯著一致性。還有研究表明,成纖維細(xì)胞類型的轉(zhuǎn)變及其分泌的炎癥因子IL6/TNF的比例是小鼠體外重編程的變異性和影響體內(nèi)傷口愈合速率的關(guān)鍵因素[14]。

      1.3 免疫細(xì)胞:在傷口早期,中性粒細(xì)胞主要負(fù)責(zé)促進(jìn)炎癥反應(yīng)和殺滅傷口部位入侵的病原體;M1促炎型巨噬細(xì)胞需要清除凋亡的中性粒細(xì)胞,而M2抗炎型巨噬細(xì)胞發(fā)揮調(diào)節(jié)和修復(fù)功能,促進(jìn)傷口閉合,導(dǎo)致后期瘢痕形成[2,15]。

      Liu Y等[16]發(fā)現(xiàn)人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體能誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的異質(zhì)性,改變兩者的功能表型,傷口中存在BCL2A1B+增殖型中性粒細(xì)胞以及RETNLG+和SLC2A3+遷移型中性粒細(xì)胞;外泌體還能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向抗炎表型分化,加速傷口愈合。Wee WKJ等[17]發(fā)現(xiàn)Angptl4能激活干擾素激活基因202B的表達(dá),從而調(diào)節(jié)單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化,協(xié)調(diào)中性粒細(xì)胞和炎癥的清除;Angptl4缺失會(huì)延長中性粒細(xì)胞的存在時(shí)間,減少單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞,延長傷口愈合的炎癥階段。

      單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序揭示了皮膚穩(wěn)態(tài)和急性傷口微環(huán)境中各類表皮細(xì)胞亞群及其異質(zhì)性,識(shí)別了某些特定的表皮細(xì)胞亞群在急性傷口愈合中發(fā)揮的關(guān)鍵作用,了解各類細(xì)胞亞群在傷口愈合中的作用有助于研發(fā)新的治療策略。通過抑制有害的細(xì)胞亞群的作用,如抑制這些亞群特異的信號(hào)通路或使用單克隆抗體介導(dǎo)的消融;或者在體外擴(kuò)增有益的細(xì)胞亞群有望成為治療的研究熱點(diǎn)。例如:在小鼠的傷口愈合過程中,實(shí)驗(yàn)性地耗盡肌成纖維細(xì)胞可以減少纖維化的程度[18]。乳頭層成纖維細(xì)胞在構(gòu)建組織工程皮膚替代品方面似乎比其他成纖維細(xì)胞更有效[19]。

      2? 慢性傷口與單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序

      慢性傷口是指因某些因素如高齡、糖尿病、血管性疾病等,炎癥細(xì)胞未能清除傷口中殘存的微生物污染,傷口停留在炎癥晚期,炎癥細(xì)胞與駐留的微生物形成一個(gè)穩(wěn)定的平衡狀態(tài),傷口不能愈合,而是形成一個(gè)持續(xù)的潰瘍,常見的慢性傷口類型有靜脈性潰瘍、糖尿病足潰瘍及壓力性潰瘍等。

      2.1 角質(zhì)形成細(xì)胞:慢性傷口中角質(zhì)形成細(xì)胞分泌的各種基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)會(huì)導(dǎo)致再上皮化缺陷,傷口邊緣的角質(zhì)形成細(xì)胞的細(xì)胞周期蛋白相關(guān)基因表達(dá)上調(diào),反映了其可能處于增殖激活的狀態(tài)。角質(zhì)形成細(xì)胞中某些miRNA的調(diào)節(jié)功能受損也會(huì)導(dǎo)致皮膚傷口修復(fù)延遲。Li D等[5]首次通過SMART-Seq2對(duì)人類壓力性潰瘍(Pressure ulcer,PU)進(jìn)行全長單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄測序分析,并與正常急性傷口和匹配的健康皮膚相比較,發(fā)現(xiàn)壓力性潰瘍中IFN-γ能刺激MHC-II+角質(zhì)形成細(xì)胞亞群比例升高,抑制T細(xì)胞的激活,這可能與PU中的免疫失調(diào)相關(guān),預(yù)示著PU的預(yù)后不良。

      2.2 成纖維細(xì)胞:慢性傷口不能愈合的一個(gè)重要因素是肉芽組織有缺陷,部分原因是MMPs表達(dá)升高和成纖維細(xì)胞浸潤不良。此外,不愈合的慢性潰瘍傷口中成纖維細(xì)胞表現(xiàn)出衰老表型,遷移能力減弱,對(duì)生長因子信號(hào)無反應(yīng)[1]。

      Theocharidis G等[20]通過比較愈合和不愈合的糖尿病足潰瘍(Diabetic foot ulcer,DFU)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜,發(fā)現(xiàn)愈合的DFU中富集表達(dá)MMP1、MMP3、MMP11、HIF1A、CHI3L1和TNFAIP6的獨(dú)特成纖維細(xì)胞亞群,功能實(shí)驗(yàn)表明過表達(dá)CHI3L1可以改變成纖維細(xì)胞行為,表現(xiàn)為黏附能力增強(qiáng)和遷移能力降低,表明此類成纖維細(xì)胞亞群可能黏附在細(xì)胞外基質(zhì)上并通過分泌相關(guān)分子介導(dǎo)愈合。與不愈合的DFU相比,愈合的DFU中成纖維細(xì)胞亞群表型主要為膠原生成和促纖維化[21]。此外,愈合的DFU中存在一類富含COL7A1的乳頭層成纖維細(xì)胞亞群,VII型膠原蛋白是基底膜的主要成分,是真表皮交界處的中心結(jié)構(gòu),在傷口愈合中起著關(guān)鍵作用[22]。

      2.3 免疫細(xì)胞:慢性傷口通常會(huì)受到感染,并表現(xiàn)出持續(xù)的異常炎癥反應(yīng),TNF-α和ROS等促炎因子表達(dá)升高,IL-10和TGF-β等促愈合因子表達(dá)下降,中性粒細(xì)胞和M1型巨噬細(xì)胞長期存在導(dǎo)致傷口炎癥持續(xù),肥大細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞增強(qiáng)了這一過程。其他炎癥T細(xì)胞亞型(如 Th1、Th17和Th22)的水平也會(huì)升高。

      單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和空間轉(zhuǎn)錄組結(jié)果表明,愈合的DFU中有更高的M1型巨噬細(xì)胞、幼稚和中央記憶T細(xì)胞豐度,而不愈合的DFU中存在更多的NK和NKT細(xì)胞,IFN-γ、VEGF和sVCAM-1等表達(dá)增加與DFU愈合有關(guān)[20,22]。Ma J等[23]對(duì)鏈霉素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型傷口邊緣內(nèi)的CD45+免疫細(xì)胞進(jìn)行了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序研究,揭示了慢性傷口模型中巨噬細(xì)胞的異質(zhì)性,為研究糖尿病慢性傷口的免疫相關(guān)機(jī)制提供了重要參考。

      慢性傷口的共同特征是反復(fù)發(fā)生細(xì)菌感染、血管生成減少、表皮上皮化受損和活性氧(ROS)過多,最終導(dǎo)致持續(xù)的炎癥和傷口難以愈合[15]。上述研究探索了與慢性傷口愈合相關(guān)的各種細(xì)胞因子、細(xì)胞亞群,靶向此類細(xì)胞因子和細(xì)胞亞群有利于實(shí)現(xiàn)慢性傷口的精準(zhǔn)醫(yī)療。更多慢性傷口如靜脈性潰瘍的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序圖譜仍有待進(jìn)一步的研究。

      3? 病理性瘢痕與單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序

      病理性瘢痕是一種由異常的傷口愈合引起的纖維增生性皮膚病,是機(jī)體對(duì)損傷修復(fù)的過度反應(yīng),表現(xiàn)為成纖維細(xì)胞的過度增殖和細(xì)胞外基質(zhì)的過度沉積,包括增生性瘢痕和瘢痕疙瘩。

      3.1 成纖維細(xì)胞:傷口愈合炎癥期延長會(huì)導(dǎo)致成纖維細(xì)胞活性增加,并增強(qiáng)TGF-β1、TGF-β2、IGF1和其他細(xì)胞因子的分泌,TGF-β1促使成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞,肌成纖維細(xì)胞具有收縮表型,其特點(diǎn)是過度分泌細(xì)胞外基質(zhì)成分,是形成病理性瘢痕的主要因素。

      Vorstandlechner V等[24-25]發(fā)現(xiàn)了一組絲氨酸蛋白酶(二肽基肽酶DPP4和尿激酶PLAU)能夠調(diào)節(jié)TGF-β1介導(dǎo)的肌成纖維細(xì)胞分化和細(xì)胞外基質(zhì)過度產(chǎn)生,應(yīng)用DPP4和PLAU抑制劑進(jìn)行局部治療能夠抑制增生性瘢痕的形成。Griffin MF等[26]發(fā)現(xiàn)JUN在全身或特異性過表達(dá)能促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)沉積,誘導(dǎo)小鼠增生性瘢痕形成,此過程由CD36來調(diào)控,用抑制劑阻斷CD36或在小鼠模型上敲除CD36可以抵消JUN介導(dǎo)的纖維化功效。在瘢痕疙瘩中,成纖維細(xì)胞可分為四種亞群:乳頭層分泌型、網(wǎng)狀層分泌型、間充質(zhì)型和促炎癥型[27-28]。與正常瘢痕相比,瘢痕疙瘩中CD90+/CD266+/CD9-間充質(zhì)型成纖維細(xì)胞亞群的比例明顯升高,可能通過POSTN促進(jìn)瘢痕疙瘩中膠原合成[27]。Liu X等[29]確定了可能參與瘢痕疙瘩纖維生成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子如TWIST1、FOXO3和SMAD3,TWIST1抑制劑harmine可以明顯抑制瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的纖維化。Xia Y等[30]研究發(fā)現(xiàn)曲安奈德聯(lián)合5-氟尿嘧啶可以阻斷成纖維細(xì)胞向促纖維化亞型分化,并可能通過抑制細(xì)胞間通訊中FGF信號(hào)傳導(dǎo)途徑誘導(dǎo)瘢痕疙瘩萎縮,但同時(shí)刺激了部分成纖維細(xì)胞自我復(fù)制和多向分化的潛能,這可能是瘢痕疙瘩復(fù)發(fā)的細(xì)胞來源。

      3.2 施萬細(xì)胞:細(xì)胞作為外周神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,在周圍神經(jīng)損傷后會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄重編程,包括向未成熟的狀態(tài)去分化和獲得特異性修復(fù)功能,確保神經(jīng)的正常發(fā)育和完整性。已有相關(guān)研究表明,施萬細(xì)胞不僅有助于神經(jīng)再生,還能促進(jìn)真皮傷口愈合[31]。Direder M等[32]發(fā)現(xiàn)瘢痕疙瘩中施萬細(xì)胞的比例明顯升高,其中主要是高表達(dá)NES、IGFBP3、IGFBP5、TFGBI、TNFAIP6的瘢痕疙瘩型施萬細(xì)胞亞群,表型為促纖維化,能夠促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)合成和影響巨噬細(xì)胞M2型極化。該團(tuán)隊(duì)后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)瘢痕疙瘩旁的正常皮膚中施萬細(xì)胞比例也顯著升高,這可能與瘢痕疙瘩的高復(fù)發(fā)率相關(guān);并通過標(biāo)記基因確定了各類施萬細(xì)胞亞群[33]。Xia Y等[30]發(fā)現(xiàn)曲安奈德聯(lián)合5-氟尿嘧啶皮損內(nèi)注射治療瘢痕疙瘩,能減少瘢痕疙瘩型施萬細(xì)胞亞群比例,并誘導(dǎo)施萬細(xì)胞向衰老、凋亡方向分化。Gong T等[34]發(fā)現(xiàn)施萬細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)細(xì)胞群包括成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞之間存在著由SEMA3C信號(hào)通路和MK/PTN基因家族介導(dǎo)的相互作用,這種細(xì)胞群之間的相互作用可以促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移,從而促進(jìn)耳部瘢痕疙瘩的形成。

      3.3 免疫細(xì)胞:越來越多的證據(jù)表明免疫細(xì)胞在瘢痕疙瘩中失調(diào)。與正常皮膚相比,瘢痕疙瘩皮損中有大量的T細(xì)胞、B細(xì)胞和肥大細(xì)胞浸潤,高活性的巨噬細(xì)胞還可以促進(jìn)Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分化,瘢痕疙瘩中免疫微環(huán)境失調(diào)尚未完全闡明。

      Xu H等[35]發(fā)現(xiàn)NKG2A/CD94復(fù)合物特異性的上調(diào)可能是瘢痕疙瘩皮損中CD8+T細(xì)胞明顯減少的原因,NKG2A/CD94復(fù)合物與可溶性人類白細(xì)胞抗原-E(sHLA-E)的高血清水平有關(guān),且sHLA-E具有較高的敏感性和特異性,與瘢痕疙瘩的高復(fù)發(fā)率高度相關(guān),因此,sHLA-E可有效地作為評(píng)估瘢痕疙瘩形成風(fēng)險(xiǎn)的診斷指標(biāo)和皮內(nèi)治療臨床結(jié)果的預(yù)后指標(biāo)。Feng C等[36]研究了瘢痕疙瘩的免疫細(xì)胞圖譜,結(jié)果表明瘢痕疙瘩中可能存在以巨噬細(xì)胞為中心的通訊調(diào)控網(wǎng)絡(luò),這有助于進(jìn)一步理解瘢痕疙瘩的免疫學(xué)特征。

      目前,已知皮膚纖維化與機(jī)械張力增加、特定生長因子(TGF-β1)的上調(diào)、特定成纖維細(xì)胞亞群產(chǎn)生過度的細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān),但由于缺乏理想的病理性瘢痕動(dòng)物模型,對(duì)介導(dǎo)病理性瘢痕的關(guān)鍵機(jī)制闡明受到了極大的阻礙。上述研究闡明了病理性瘢痕形成過程中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子、信號(hào)通路和細(xì)胞亞群,描述了其相關(guān)表型,部分解釋了病理性瘢痕高復(fù)發(fā)率等相關(guān)臨床特征,靶向這些信號(hào)分子及其下游通路可以有效抑制病理性瘢痕的形成。但是小鼠的瘢痕模型并不能完全反映人類病理性瘢痕的纖維化狀態(tài)。因此,在大型動(dòng)物(豬)上測試病理性瘢痕治療的有效性能更好地反映人病理性瘢痕的病理狀態(tài)。

      4? 小結(jié)和展望

      單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序通過對(duì)異質(zhì)組織中單個(gè)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組情況進(jìn)行分析,在剖析復(fù)雜的異質(zhì)細(xì)胞群方面非常有效,可以識(shí)別特定細(xì)胞類型內(nèi)單個(gè)細(xì)胞表達(dá)水平的極端差異性,闡明特定細(xì)胞表達(dá)水平對(duì)整體表型的獨(dú)特作用,并預(yù)測細(xì)胞配體-受體的相互作用,使人類更加深入地了解細(xì)胞的功能和疾病的病理生理學(xué)。但單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序也存在一定的局限性,如某些組織類型單細(xì)胞懸液制備困難、價(jià)格昂貴、細(xì)胞的空間信息丟失、技術(shù)噪音、某些非編碼RNA仍難以檢測等。其中部分不足可以通過與空間轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)合互補(bǔ),空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)是一種較新的方法,能夠?qū)蝹€(gè)組織切片的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行可視化和定量,保留了空間分子信息。將單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組與空間轉(zhuǎn)錄組測序相結(jié)合,有望為轉(zhuǎn)錄動(dòng)態(tài)和基因調(diào)控機(jī)制提供新的見解。除轉(zhuǎn)錄組外,單細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展在基因組、表觀遺傳、蛋白組等方面也取得了許多進(jìn)展,單細(xì)胞多組學(xué)策略的應(yīng)用能夠?qū)ν患?xì)胞的多種分子模式進(jìn)行聯(lián)合分析,極大地改善了我們對(duì)人類疾病的基本認(rèn)識(shí)。在傷口愈合研究方面,人類急性傷口的單細(xì)胞數(shù)據(jù)尚未有相關(guān)研究發(fā)表,是研究的一個(gè)空白和未來值得探索的一個(gè)方向;雖然人類慢性創(chuàng)面已有相關(guān)的研究,但不同慢性創(chuàng)面差異極大,機(jī)制也不同,仍缺乏對(duì)不同慢性創(chuàng)面的單細(xì)胞基因表達(dá)的橫向比較。

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      [收稿日期]2023-06-11

      本文引用格式:王嘉廳,李冬青,吳信峰.單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)在傷口愈合中的研究進(jìn)展[J].中國美容醫(yī)學(xué),2024,33(5):175-179.

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