TIM3介导髓系细胞与角质形成细胞免疫调节在重度痤疮发病机制中的新机制研究

《Molecular Biomedicine》：T-cell immunoglobulin and mucin domain-containing protein 3–mediated immunomodulation in myeloid cells and keratinocytes in the development of severe acne

本研究聚焦重度痤疮（SA）这一慢性炎症性皮肤病，通过整合单细胞RNA测序（scRNA-seq）与孟德尔随机化（MR）分析，首次发现免疫检查点分子TIM3在髓系细胞（巨噬细胞、中性粒细胞）及角质形成细胞中的关键调控作用。研究通过多重免疫组化（mIHC）验证TIM3蛋白表达，并利用体外基因敲低和体内抗体阻断实验证实TIM3缺失会加剧痤疮相关炎症。该工作不仅揭示了TIM3在非免疫细胞中的免疫检查点功能，还为SA的靶向治疗提供了新方向。

　　

痤疮是一种全球高发的慢性炎症性皮肤病，尤其在青少年中患病率居高不下，而重度痤疮（SA）更会导致瘢痕、心理障碍及生活质量下降。尽管现有治疗如异维A酸和抗生素有一定效果，但其副作用和患者依从性差等问题仍亟待解决。痤疮的发病机制涉及激素失衡、微生物失调及免疫反应异常，但细胞层面的相互作用机制尚不明确。传统批量测序技术难以揭示SA病变中的细胞异质性，而单细胞技术为解析其分子机制提供了新视角。

在这项发表于《Molecular Biomedicine》的研究中，Chen等人通过整合单细胞RNA测序（scRNA-seq）与孟德尔随机化（MR）分析，发现T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域分子3（TIM3）在SA发展中起关键作用。研究进一步通过实验验证TIM3在髓系细胞和角质形成细胞中的表达与功能，揭示了其作为免疫检查点分子在抑制痤疮相关炎症中的新机制。

关键技术方法

研究团队收集了6例SA患者和3例正常皮肤样本进行scRNA-seq，并联合GEO数据库中6例痤疮和6例正常样本进行整合分析。通过质控、批次校正和聚类鉴定出11种细胞类型，重点分析巨噬细胞特异性差异表达基因（DEGs）。结合MR分析筛选与SA风险相关的血浆蛋白，最终锁定TIM3为关键基因。通过多重免疫组化（mIHC）在组织水平验证TIM3蛋白表达，并利用siRNA敲低HaCaT细胞中的TIM3基因，以及在小鼠痤疮模型中注射抗Tim3抗体，评估其功能。

研究结果

1. 联合分析SA、痤疮和正常样本的scRNA数据

scRNA-seq分析共鉴定出11种细胞类型，包括中性粒细胞、巨噬细胞、角质形成细胞等。加权基因共表达网络分析（WGCNA）显示，巨噬细胞在所有模块中均呈现高基因活性，提示其在SA发病中的核心地位。

2. TIM3被确定为SA发展的关键基因

MR分析发现TIM3在所有四种方法（IVW、加权中位数、加权模式、MR-Egger）中均显示保护性作用。scRNA-seq数据进一步证实SA组巨噬细胞中TIM3表达下调。CellChat分析预测TIM3相关半乳糖凝集素（galectin）信号通路在SA中增强，尤其涉及巨噬细胞与其他细胞的交互。

3. TIM3在髓系细胞和角质形成细胞中的表达特征

mIHC结果显示，与正常组织相比，SA组织中TIM3⁺中性粒细胞减少，TIM3⁺巨噬细胞（尤其是M2型）增多，而TIM3⁺角质形成细胞显著减少，首次报道TIM3在正常皮肤角质形成细胞中表达。

4. 敲低TIM3增强HaCaT细胞中P. acnes诱导的炎症因子分泌

Co-IP实验证实TIM3与GAL9在HaCaT细胞中存在相互作用。敲低TIM3后，P. acnes（痤疮丙酸杆菌）诱导的IL-6、IL-8、IL-1β等促炎因子表达进一步升高，表明TIM3在角质形成细胞中发挥免疫检查点功能。

5. 抗Tim3抗体加剧小鼠痤疮模型炎症

小鼠模型中，抗Tim3抗体注射导致痤疮病变加重，表皮增生、真皮炎症浸润及毛囊扩张更显著，局部和血清中IL-6、CXCL1、TNF-α等炎症因子水平升高，证实TIM3阻断会放大P. acnes诱导的炎症反应。

结论与意义

本研究通过多组学与实验验证相结合，首次揭示TIM3在角质形成细胞中的表达及其免疫调节功能，拓展了TIM3作为免疫检查点分子在非免疫细胞中的作用。在巨噬细胞中，TIM3通过促进M2极化抑制炎症；而在角质形成细胞中，其下调可能导致NF-κB和NLRP3通路激活，加剧SA炎症。尽管研究存在部分计算推理性结论需进一步实验验证，但其结果明确了TIM3作为SA治疗靶点的潜力，为开发针对角质形成细胞免疫检查点的疗法提供了新思路。