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单细胞测序联合空间转录组揭示原发性瘢痕性脱发中毛囊靶向炎症模式的特征
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:Cell & Bioscience 6.1
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为解决原发性瘢痕性脱发(PCA)中毛囊靶向炎症机制不明的难题,南京医科大学无锡医学中心团队通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)和空间转录组技术,揭示了CD8+效应记忆T细胞(Tem)和巨噬细胞通过IFN-γ/STAT1和OSM通路驱动毛囊干细胞(HFSC)上皮-间质转化(EMT)的关键机制,为JAK抑制剂治疗提供了理论依据。
瘢痕性脱发如同头皮上的"隐形杀手",会永久摧毁毛囊工厂。其中原发性瘢痕性脱发(PCA)的代表——扁平苔藓脱发(LPP)尤为棘手,传统治疗有效率不足50%。这种疾病的典型特征是免疫细胞像"精准导弹"般定向攻击毛囊干细胞巢,但背后的分子靶点和空间调控机制始终成谜。
南京医科大学无锡医学中心的研究团队在《Cell》发表突破性研究,首次采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)联合空间转录组技术,解析了LPP患者病灶的细胞图谱。研究纳入4例LPP、3例局限性硬皮病(LS)和2例正常对照的 scalp样本,通过10x Genomics平台构建单细胞文库,结合Visium空间转录组和免疫荧光验证,揭示了毛囊靶向炎症的三大关键机制。
关键技术方法
研究团队建立未治疗患者的 scalp样本队列,通过4mm穿刺活检获取炎症进展区组织。采用10x Genomics单细胞测序获得55,967个细胞转录组,结合Space Ranger空间转录组分析,使用Seurat包进行细胞注释,MultiNicheNet分析细胞互作,SCENIC重建调控网络,Slingshot拟时序分析干细胞分化轨迹。
CD8+Tem细胞的"精准制导"
研究发现LPP病灶中NKG7+CD8+Tem细胞比例显著增加,空间定位显示其特异性聚集于毛囊峡部/隆起区。这些细胞高表达IFN-γ和颗粒酶(GZMK/GZMB),转录因子IRF1/IRF7激活驱动CCL4/CCL5等炎症因子分泌。免疫荧光证实CCL3-CCR5信号轴是巨噬细胞招募Tem的关键机制,形成"炎症放大器"效应。
巨噬细胞的"双刃剑"作用
团队鉴定出新型M1A巨噬细胞亚群,兼具M1/M2特征,在LPP中比例增加2.3倍。该亚群共表达CCL3和抑瘤素M(OSM),空间分析显示其与毛囊干细胞巢紧密相邻。特别值得注意的是,TREM2+OSM+巨噬细胞在生长期毛囊炎症区的出现,打破了生理状态下仅见于退行期的时空限制。
毛囊干细胞的"命运抉择"
通过拟时序分析发现,受IFN-γ和OSM刺激的毛囊干细胞(HFSC)呈现异常分化轨迹:HFSC_Group1→Group0的转变伴随STAT1持续激活,导致干细胞标志物(KRT15/SOX9)丢失和EMT标记物(VIM/ZEB1)增加。空间转录组显示STAT1信号在LPP毛囊局部富集,免疫荧光证实pSTAT1与干细胞标记物KRT15呈互斥分布。
这项研究首次在单细胞层面描绘了LPP的"细胞-分子-空间"三位一体特征,阐明IFN-γ/STAT1和OSM是驱动毛囊靶向炎症的核心靶点。这不仅解释了JAK抑制剂治疗LPP的分子基础,更为开发针对CCL3-CCR5轴或TREM2+巨噬细胞的精准疗法提供了路线图。该研究建立的"炎症-纤维化"干细胞分化模型,也为其他器官纤维化研究提供了范式参考。
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