炎症与增殖的桥梁：小鼠皮肤伤口修复中趋化因子与生长因子信号通路的单细胞测序解析

本综述通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，深入解析了小鼠皮肤伤口修复过程中炎症向增殖阶段过渡的关键分子机制。研究揭示了CCR5、CCR1和ACKR1介导的趋化信号驱动吞噬细胞（中性粒细胞、经典单核细胞、M1巨噬细胞）浸润的核心作用，并发现VEGF（血管内皮生长因子）和EGF（表皮生长因子）信号通路的早期激活对血管生成（angiogenesis）和上皮再生（re-epithelialization）的调控意义。作者团队自主开发的R包OptiRes（优化聚类）与TidyGenePlot（细胞注释）为高精度细胞图谱构建提供了关键技术支撑。研究不仅为伤口愈合的时序调控提供了单细胞水平的动态图谱，也为慢性伤口治疗提供了潜在干预靶点（如CCR/ACKR1抑制剂的治疗价值）。

　　

引言

伤口愈合是一个高度协调的生理过程，涵盖炎症、增殖和组织重塑三个阶段。其中，从炎症晚期向增殖期的过渡是决定修复质量的关键窗口，但其细胞与分子机制尚未明确。本研究利用单细胞RNA测序技术，在小鼠皮肤损伤后第4天——这一炎症与增殖交汇的关键时间点——捕捉了细胞群体的动态变化与信号网络的重构。

材料与方法

研究使用8–12周龄C57BL/6J小鼠建立全层皮肤缺损模型，于伤后第4天采集组织样本并进行scRNA-seq分析。数据来自NCBI GEO数据库（登录号GSE142471）。团队开发了两个新型R包：OptiRes通过轮廓系数（Silhouette Score）算法确定最优聚类分辨率（本研究确定为0.42），TidyGenePlot则依据经典标志基因实现细胞类型注释。CellChat用于推断细胞间通信网络。体内验证采用CCR1拮抗剂BX471、CCR5拮抗剂Maraviroc与ACKR1抑制肽LS-E41165组成的鸡尾酒方案进行干预，并通过流式细胞术、免疫荧光与组织染色评估表型。

结果

细胞图谱与异质性分析

通过Seurat聚类与自主开发的生物信息工具，研究成功鉴定出21种细胞类型，包括网状纤维细胞（RF）、乳头状纤维细胞（PF）、多种角质形成细胞（如基底型BK、棘状SK）、经典单核细胞（Mo）、M1型巨噬细胞、中性粒细胞及细胞毒性T细胞（CTL）等。UMAP降维可视化与层次聚类树显示，在损伤样本中免疫细胞（如Mo从0.48%升至11.27%）与成纤维细胞比例显著上升，而毛囊角质形成细胞（HFK-I）等则明显减少。

趋化信号主导吞噬细胞招募

伤后第4天，中性粒细胞、经典单核细胞与M1巨噬细胞在伤口局部显著富集。CellChat分析表明，这一现象由CCL-CCR5、CCL-CCR1及CXCL-ACKR1等趋化因子-受体轴驱动。其中，CCR5主要介导单核/巨噬细胞趋化，CCR1促进中性粒细胞与单核细胞迁移，而ACKR1则通过螯合CXCL1/CXCL2调控中性粒细胞浸润空间分布。干预实验显示，CCR/ACKR1拮抗剂鸡尾酒处理可显著抑制吞噬细胞浸润，并导致血管生成减少、上皮再生延迟，最终阻碍伤口闭合。

细胞通信簇与功能信号模块

细胞间通信分析识别出四个功能簇：簇1（ECM与免疫调节信号，含胶原、层粘连蛋白、MHC分子等）、簇2（血管黏附信号，如CDH5/PECAM1）、簇3（神经血管与生长因子信号，如Slit、血管生成素）及簇4（炎症与组织重塑信号，如TWEAK、半乳糖凝集素、IGF）。值得注意的是，VEGF与EGF信号通路在损伤样本中已呈现显著激活：VEGF通路中Pgf-Vegfr1、Vegfa-Vegfr2等配体-受体对交互增强；EGF通路中Areg-Egfr、Hbegf-Egfr等信号轴亦明显上调。这表明尽管处于炎症晚期，促血管生成与上皮增殖的分子程序已被提前启动。

讨论

本研究系统描绘了伤口愈合过渡阶段的单细胞转录图谱，明确提出“炎症-增殖桥接”这一概念性框架。其中，趋化信号（CCR5/CCR1/ACKR1）协调吞噬细胞的空间分布与功能转换，而VEGF/EGF等生长因子信号则提前布局以促进组织再生。团队开发的OptiRes包为聚类分辨率选择提供了客观度量，提升了细胞分型的可靠性。尽管研究存在时间点单一、缺乏长效观察等限制，但其揭示的机制为靶向趋化信号或生长因子通路（如通过受体拮抗剂或激动剂）调控愈合过程提供了理论依据与干预策略。

结论

研究通过高分辨率单细胞技术揭示了小鼠皮肤伤口修复中炎症向增殖转换的细胞与分子桥梁。趋化信号介导的吞噬细胞招募与VEGF/EGF通路的早期激活是这一过程的核心特征。靶向CCR/ACKR1可显著改变免疫细胞浸润与组织再生结局，为临床难愈性伤口提供了潜在治疗策略。