单细胞转录组分析技术发现了可用于人类瘢痕疙瘩治疗的治疗性脂肪源性间充质基质细胞亚群

《Molecular and Cellular Biochemistry》：Single-cell transcriptomic profiling identifies therapeutic subpopulations of adipose-derived mesenchymal stromal cells for human keloid management

瘢痕疙瘩是由成纤维细胞（KF）和角质形成细胞（KK）过度增殖引发的病理愈合过程。本研究通过整合基因表达分析、蛋白质相互作用图谱及单细胞测序技术，揭示KF与KK的调控基因NOG/IL6和APP/NOTCH1差异表达特征，并筛选出具有靶向抑制功能的脂肪源性干细胞（ASCs）亚群。在迷你猪模型中验证，富集该亚群的猪源ASCs可有效抑制增生性瘢痕形成。

摘要

目的

瘢痕疙瘩是一种病理性疤痕，其特征是在皮肤损伤后伤口愈合过程中胶原蛋白过度沉积。瘢痕疙瘩成纤维细胞（KF）和瘢痕疙瘩角质形成细胞（KK）是导致瘢痕疙瘩形成的关键因素。尽管已经研究了脂肪来源的间充质基质细胞（ASCs）在瘢痕疙瘩治疗中的应用，但其治疗潜力及其作用机制仍需进一步阐明。本研究旨在探讨ASCs在人类瘢痕疙瘩管理中的治疗潜力。

方法

通过综合分析（包括基因表达谱分析、功能注释、蛋白质-蛋白质相互作用图谱绘制以及枢纽基因鉴定）来研究与瘢痕疙瘩形成相关的分子特征。利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术筛选出对瘢痕疙瘩发展具有抑制作用的ASC亚群，并在小型猪模型中评估这些亚群的治疗效果。

结果

枢纽基因NOG和IL6的上调与瘢痕疙瘩成纤维细胞的形成密切相关，而APP和NOTCH1的表达增加则与瘢痕疙瘩角质形成细胞的发育有关。功能性的单细胞RNA测序分析发现某些ASC亚群能够通过与这些枢纽基因的分子相互作用来抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞或瘢痕疙瘩角质形成细胞的发育。将富含这些抑制性亚群的猪源ASCs施用于小型猪模型后，有效预防了肥厚性疤痕的形成。

结论

本研究揭示了瘢痕疙瘩形成的关键分子特征，并识别出对参与瘢痕疙瘩形成的病理细胞类型具有靶向抑制作用的ASC亚群。这些发现支持将基于ASCs的干预措施应用于人类肥厚性疤痕的预防和治疗。