基于毛囊来源细胞构建的体外免疫活性皮肤模型ImmuSkin-MT用于化学物质致敏性预测研究

本研究针对现有皮肤致敏性评估模型缺乏免疫细胞互作的局限性，开发了整合毛囊来源角质形成细胞(HFDK)、成纤维细胞(HFDF)、单核细胞源性朗格汉斯细胞(MoLC)和CD4+ T细胞的3D免疫活性皮肤模型ImmuSkin-MT。该模型通过模拟皮肤致敏不良结局路径(AOP)中关键事件3和4，成功区分极端、中度和弱致敏剂，为化妆品安全评估提供了符合3R原则的动物替代方案。研究成果发表于《Archives of Toxicology》。

　　

在化妆品和化学品安全评估领域，动物实验禁令与风险评估需求之间的矛盾日益突出。过敏性接触性皮炎作为IV型超敏反应，其发生涉及复杂免疫级联：致敏原穿透表皮屏障后，先与皮肤蛋白形成半抗原-蛋白复合物，激活角质形成细胞释放危险信号，进而促使朗格汉斯细胞(LC)成熟并迁移至淋巴结，最终激活T细胞增殖。传统LLNA（局部淋巴结试验）虽为金标准，却面临伦理挑战；而现有体外模型多仅模拟单个关键事件，难以全面预测化学物致敏性。

Freie Universitat Berlin（柏林自由大学）的研究团队创新性地利用毛囊这一易获取的细胞来源，构建了包含完整免疫微环境的ImmuSkin-MT模型。该模型通过Transwell系统实现表皮-真皮-免疫细胞的三维共培养，成功再现了LC与T细胞的生理性互作。研究证实该模型不仅能识别强致敏剂如DNCB（2,4-二硝基氯苯），还可检测出传统方法易漏检的弱致敏剂如间苯二酚，相关成果发表于毒理学权威期刊《Archives of Toxicology》。

关键技术包括：1）从25-35岁供体毛囊分离HFDK和HFDF；2）通过GM-CSF/TGF-β/IL-4细胞因子组合将单核细胞诱导为MoLC；3）磁珠分选获得CD4⁺初始T细胞；4）建立含MoLC胶原层的三明治结构皮肤模型；5）CFSE标记法追踪T细胞增殖；6）流式细胞术检测CD86表达和细胞迁移。

模型构建与表征：
研究团队首先验证了毛囊来源细胞与包皮来源细胞的等效性，通过H&E染色和免疫荧光证实ImmuSkin-MT具有完整表皮分化标志物（Loricrin、CK10、CK14）。关键发现是MoLC能自发迁移至Transwell下室，且T细胞增殖依赖MoLC存在——这一现象在ImmuSkin-T（无MoLC）中未观察到，凸显了抗原提呈细胞的枢纽作用。

致敏性评估结果：
在暴露于不同强度致敏剂24小时后，模型显示出梯度响应：极端致敏剂DNCB和PPD使MoLC迁移增加3倍，CD86表达上调2.4倍；中强度致敏剂异丁香酚仅促进迁移；弱致敏剂间苯二酚则特异性诱导T细胞增殖。值得注意的是，仅含T细胞的ImmuSkin-T对所有致敏剂均无响应，证实MoLC是启动免疫应答的必要条件。

机制研究突破：
通过平行比较三个模型变体（ImmuSkin-M/M/T），研究首次在体外重现了AOP关键事件3（LC活化）与关键事件4（T细胞增殖）的时序关联。CD86表达分析揭示致敏强度与LC成熟度呈正相关，而CFSE稀释实验证明T细胞响应广度优于传统LC迁移检测。

这项研究突破了现有体外模型仅聚焦单个关键事件的局限，首次实现了皮肤致敏全过程的多节点同步监测。ImmuSkin-MT的创新价值体现在三方面：1）采用非侵入性毛囊取材，解决供体匹配难题；2）通过空间分隔策略维持LC未成熟状态，模拟生理性抗原提呈；3）整合ECETOC致敏强度分级体系，输出可量化风险评估。该模型为化妆品成分安全评估提供了符合OECD测试指南发展方向的平台技术，其模块化设计还可拓展至特应性皮炎等免疫性皮肤疾病研究。