高分辨率空间图谱揭示人类面部皮脂腺标记基因并解码皮脂细胞分化动态

本研究通过整合Stereo-seq空间转录组学、单细胞RNA测序(scRNA-seq)和MERFISH技术，首次系统解析了人类皮脂腺(SG)的四阶段分化过程及其特征性基因标记，揭示了CD6-ALCAM信号通路和CyPA自分泌机制在皮脂细胞分化中的新作用，为痤疮等皮脂腺相关疾病提供了潜在治疗靶点。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其附属器皮脂腺(Sebaceous Gland, SG)通过分泌皮脂维持皮肤屏障功能。然而，皮脂腺功能障碍与痤疮、脂溢性皮炎和脱发等多种疾病密切相关。尽管小鼠模型研究取得进展，但人类皮脂腺的细胞分子机制仍存在重大知识空白——这主要由于传统单细胞RNA测序(scRNA-seq)难以捕获脂质充盈的破裂皮脂细胞，且缺乏空间信息。更关键的是，近期研究发现小鼠与人类皮脂细胞相似性有限，凸显人类特异性研究的必要性。

针对这一挑战，来自Beiersdorf AG等机构的研究团队在《Journal of Investigative Dermatology》发表突破性研究。他们创新性地结合Stereo-seq空间转录组学（分辨率达500nm）、scRNA-seq和MERFISH多重荧光原位杂交技术，对49-57岁健康女性面部颞区样本进行多组学分析。研究特别采用25μm的binning size优化数据质量，并通过PHATE算法和RNA velocity等先进生物信息学方法解析分化轨迹。

高分辨率空间转录组学揭示不同皮肤细胞类型的转录组架构
通过分析三个供体的面部皮肤样本，研究鉴定出24种细胞类型，包括基底皮脂细胞(SEB-B)、分化皮脂细胞、破裂皮脂细胞等。Hotspot分析发现皮脂腺特异性基因模块M1显著富集脂质生物合成通路，而滤泡间表皮(IFE)模块M2则无免疫相关功能，揭示皮脂腺与表皮功能的本质差异。

空间解析的细胞间通讯分析识别皮脂腺中的信号通路
CellChat分析发现CyPA(亲环素A)-BSG自分泌信号是皮脂腺最活跃的通路。更引人注目的是，首次报道免疫细胞通过CD6配体与基底皮脂细胞ALCAM受体的交互作用，该通路可能通过调节mTOR信号影响皮脂代谢。

基底皮脂细胞和漏斗部角质形成细胞的标记基因鉴定
通过整合公共数据集GSE147424，研究鉴定出NNAT、IL1R2等新型基底皮脂细胞标记物，其特异性优于传统标记KRT7。漏斗部角质细胞则高表达S100A7/A8/A9等抗菌蛋白，与周围富集的免疫细胞形成独特微环境，暗示其在维持"毛囊皮脂腺单位(PSU)免疫豁免"中的关键作用。

揭示交界区干细胞生态位的分化规律
PHATE算法和RNA velocity分析显示，交界区(JZ)细胞具有双向分化潜能：向上分化为漏斗部角质细胞，向内则形成皮脂腺谱系。值得注意的是，皮脂细胞分化并非从腺体四周向中心辐射，而是从腺体顶端向皮脂导管单向推进。

皮脂腺细胞按四个 distinct 基因簇分组
Monocle3伪时序分析将皮脂细胞分化明确分为四阶段：SEB-B阶段(高蛋白合成)、SEB-T过渡阶段(激素敏感性)、SEB-1阶段(启动脂质合成)和SEB-2阶段(伴随凋亡和自噬)。空间转录组特有的SEB-3终末阶段表达SEC14L6、DNASE1L2等基因，完整描绘了从基底到破裂的全过程。

MERFISH独立验证皮脂细胞分化特征
采用278个基因的MERFISH panel对切向切片样本进行验证，确认各阶段标志物的空间排布：NNAT/IL1R2(SEB-B)→KRT7/WFDC2(SEB-T)→HAO2/ACO1(SEB-1)→PNPLA3/PLIN5(SEB-2)→SEC14L6/CRAT(SEB-3)，形成从基底膜到皮脂导管的连续基因表达梯度。

这项研究首次绘制了人类面部皮脂腺的高分辨率分子图谱，不仅建立了标准化的分化阶段命名体系，更发现CyPA自分泌信号和CD6-ALCAM免疫调节通路等新型调控机制。特别值得注意的是，与Schmidt等报道的增生性皮脂腺相比，健康腺体的分化标记存在显著差异（如AWAT2广泛表达而非阶段特异性），提示疾病状态可能重塑皮脂细胞分化程序。

研究发现线粒体活性在终末分化阶段显著升高，这为痤疮发病的"线粒体假说"提供了新依据。而漏斗部角质细胞独特的免疫调节特性，则可能解释为何毛囊区更易发生痤疮等炎症反应。这些发现不仅深化了对皮肤生理的理解，更为开发靶向皮脂细胞分化特定阶段的精准疗法（如CyPA抑制剂调控皮脂分泌）奠定了理论基础。

技术层面，研究建立的25μm binning size优化方案和15-25%线粒体RNA的质控标准，为后续空间转录组研究提供了重要参考。作者特别指出，相较于10x Visium技术，Stereo-seq的纳米级分辨率使其能清晰解析正常大小的皮脂腺结构，这一技术优势将在未来皮肤病理研究中发挥更大价值。