EGFR-STAT1信号轴驱动纤维化炎症性皮肤病的纤维化起始机制研究

本研究揭示了纤维化炎症性皮肤病的核心机制：EGFR-STAT1信号通路直接驱动成纤维细胞纤维化基因表达。研究人员通过构建单细胞转录组图谱发现STAT1在纤维化疾病成纤维细胞中特异性高表达，并证实EGFR激酶可直接磷酸化STAT1（不依赖JAK），诱导促纤维化转录谱。该发现为干扰素非依赖性STAT1功能提供了新见解，为治疗难治性皮肤纤维化疾病提供了新靶点。

　　

慢性炎症性皮肤病影响着全球数百万人的健康，其中以纤维化为特征的疾病对现有治疗方法具有抵抗性。尽管针对特应性皮炎和银屑病等非纤维化炎症性皮肤病的靶向细胞因子治疗已取得显著进展，但系统性硬化症（SSc）、慢性移植物抗宿主病（GvHD）、狼疮和化脓性汗腺炎（HS）等纤维化炎症性皮肤病的治疗仍然面临巨大挑战。这些疾病共同特征是皮肤纤维化，导致组织硬化、瘢痕形成和功能损害，但目前对其纤维化启动信号机制的理解仍不充分。

为了解决这一关键问题，耶鲁大学医学院的研究团队在《Nature Communications》上发表了突破性研究成果。他们通过整合分析7种炎症性皮肤病及其健康对照的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，构建了全面的炎症性皮肤病图谱，揭示了EGFR-STAT1信号通路在驱动皮肤纤维化起始中的核心作用。

研究人员主要运用了多种前沿技术方法：整合分析来自8个公共数据库的88个样本（包括健康对照和7种疾病类型）的单细胞RNA测序数据；使用SCENIC算法进行转录调控网络分析；通过条件性基因敲除小鼠模型（Stat1^ΔFib）和骨髓嵌合体实验进行体内功能验证；采用体外激酶实验、邻近连接 assay（PLA）和CUT&RUN等技术验证分子机制；利用免疫组化、免疫荧光和qPCR等进行多层面验证。

Integrated inflammatory skin disease atlas shows upregulated STAT1 expression in SFRP2⁺ fibroblasts

研究人员整合了来自特应性皮炎（AD）、银屑病、系统性硬化症（SSc）、皮肤狼疮、硬化性GvHD、化脓性汗腺炎（HS）和伤口修复的scRNA-seq数据集，共包含206,281个细胞。分析发现，纤维化疾病（SSc、GvHD、HS、狼疮和伤口修复）的SFRP2⁺成纤维细胞中STAT1表达显著上调，表达倍数变化从2.4到4.4不等。免疫组化证实纤维化炎症性皮肤病的真皮成纤维细胞中存在强烈的STAT1染色，而在健康或非纤维化条件下则没有。

SCENIC analysis of fibroblasts identifies STAT1 as a central regulon in fibrotic skin

通过SCENIC分析发现，STAT1是SSc与健康对照相比最显著富集的调节子，在SFRP2⁺成纤维细胞中表现出最高的上调活性。同时发现EGFR激活的转录因子EGR1和FOS也显著富集，表明STAT1与EGFR下游信号在SFRP2⁺成纤维细胞中存在共激活现象。

Fibroblast STAT1 and EGFR activity are required for fibrosis development

体内实验证实Stat1全身敲除小鼠在博来霉素诱导的皮肤纤维化模型中受到保护，皮肤增厚和胶原含量增加均减少。骨髓嵌合体实验表明，放射敏感性免疫细胞中的STAT1并非皮肤纤维化所必需，而成纤维细胞特异性敲除Stat1（Stat1^ΔFib）小鼠则表现出皮肤厚度减少。EGFR小分子抑制剂吉非替尼（gefitinib）也能类似地预防博来霉素诱导的皮肤增厚。

EGFR can directly phosphorylate STAT1 in human dermal fibroblasts in response to TGFA and other high affinity ligands

机制研究发现，高亲和力EGFR配体（特别是TGFA）能够诱导STAT1 Tyr701磷酸化，峰值出现在5分钟，而IFNA2诱导的磷酸化在20-60分钟保持升高。TGFA诱导的STAT1磷酸化是EGFR激酶依赖性的，可被吉非替尼阻断，但不被JAK1/2抑制剂ruxolitinib、TYK2抑制剂deucravacitinib或联合治疗阻断。体外激酶实验证实EGFR激酶可直接磷酸化STAT1 Tyr701。

EGFR activation by TGFA leads to a fibrotic STAT1-dependent transcriptional profile distinct from interferon stimulated genes

TGFA诱导了独特的纤维化转录谱，包括Ccl2、Ctgf和Wisp2的STAT1依赖性表达，而不激活经典的干扰素刺激基因（ISGs）。CUT&RUN实验证实TGFA诱导STAT1与EGR1和CTGF启动子的结合。

EGFR initiates fibrotic gene expression through ERK activation

时序分析显示Egr1和Fos的早期转录是STAT1非依赖性的，但持久表达需要STAT1存在。MEK抑制剂AZD8330和ERK抑制剂temuterkib阻断了TGFA诱导的EGR1、CTGF和CCL2表达，表明EGFR通过ERK激活启动纤维化基因表达。

Activated keratinocytes are the main sources of TGFA in fibrotic skin

分析发现TGFA主要由分化角质形成细胞表达，在纤维化皮肤病中表达上调。小鼠模型显示Tgfa在皮肤纤维化早期上调，与纤维化ECM基因Tnc和Fn1（FnEDA）的表达增加时间点相符。免疫荧光显示KRT16和TGFA在纤维化炎症性皮肤病的表皮中共定位。

研究结论表明，纤维化炎症性皮肤病以成纤维细胞EGFR-STAT1信号为特征，该信号控制纤维化基因的表达，阐明了STAT1在介导纤维化皮肤病中的干扰素非依赖性功能。EGFR-STAT1轴通过直接磷酸化STAT1驱动纤维化基因表达谱，这为治疗难治性皮肤纤维化疾病提供了新的治疗靶点。研究还发现激活的角质形成细胞是TGFA的主要来源，表明角质形成细胞衍生信号可能是皮肤纤维化的触发因素。

该研究的重要意义在于揭示了纤维化炎症性皮肤病的新型信号机制，提出了靶向EGFR-STAT1轴的治疗策略，并为理解STAT1在纤维化中的非经典功能提供了新的视角。这些发现不仅对皮肤纤维化疾病有重要启示，也可能为其他器官的纤维化疾病治疗提供新的思路。