综述：重编程伤口微环境：成纤维细胞、角质形成细胞和巨噬细胞的身份重塑策略

《Frontiers in Immunology》：Reprogramming the wound microenvironment: identity remodeling strategies for fibroblasts, keratinocytes, and macrophages

　　

慢性非愈合性伤口的核心病理是伤口修复细胞的功能障碍——一种传统被动疗法难以从根本上纠正的分子缺陷。细胞重编程技术通过主动改写细胞身份，因此为伤口修复带来了范式转变。在此，研究人员提出一个系统的伤口细胞重编程“四维技术工具箱”，包括转录因子介导、小分子诱导、表观遗传与代谢调控以及纳米材料辅助递送。以该工具箱为主线，研究人员全面整合了三种核心细胞身份重编程策略：成纤维细胞（从促纤维化瘢痕形成表型到促再生修复胜任表型）、角质形成细胞（恢复角质形成细胞的内源性再生能力以重建表皮屏障）和巨噬细胞（从促炎病理状态到修复性稳态表型）。针对现有综述的主要缺陷——过度强调技术列表、机制整合薄弱以及缺乏转化批判——研究人员逐层剖析关键分子机制，并批判性评估核心临床转化瓶颈，包括安全性、时空精度和模型系统。最后，研究人员聚焦新兴前沿，如单细胞多组学导航、人工智能驱动的时序编程智能材料以及训练免疫，并讨论它们如何推动该领域从概念验证走向“个性化诊断→智能序贯递送→闭环愈合监测”的精准系统工程范式。这项工作不仅为治疗糖尿病足溃疡等慢性非愈合性伤口的核心挑战提供了新的干预范式，还从基础机制到临床转化为精准重编程治疗提供了全景式理论框架和实践指导。

**1 引言**

慢性非愈合性伤口已成为全球主要公共卫生负担，其中糖尿病足溃疡占慢性伤口的15%–25%，五年死亡率高达30%。愈合受损的核心在于修复细胞功能障碍——高血糖、氧化应激和持续性低度炎症等代谢紊乱导致成纤维细胞迁移和收缩能力下降、角质形成细胞再上皮化受损以及巨噬细胞表型极化失衡，最终将伤口困在“炎症持续–修复停滞”的恶性循环中。当前标准疗法（清创、抗感染、血运重建、负压伤口治疗和湿性敷料）本质上是被动支持措施，无法主动纠正已功能失调的驻留细胞群；同样，包括干细胞移植、生长因子和生物工程皮肤替代品在内的再生策略仍未克服移植细胞存活率低、功能整合差以及规模化生产困难等瓶颈。

细胞重编程技术从根本上改变了伤口修复的干预范式。通过主动改写伤口驻留细胞的“分子身份”，恢复其内在功能或将其转化为愈合所需细胞类型。2006年，Yamanaka等人证明使用Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc（OSKM因子）可将成纤维细胞重编程为诱导多能干细胞（iPSCs），表明细胞身份具有可塑性。然而，iPSC途径面临显著的临床障碍：固有的致瘤风险、体外扩增和定向分化的复杂性以及同种异体移植相关的免疫排斥。为规避这些限制，出现了两种替代策略。第一种是直接谱系重编程。该方法使用一组有限的谱系特异性转录因子，将一种细胞类型直接跨胚层转化为另一种细胞类型，从而在伤口部位直接生成修复胜任细胞。在最近一项概念验证研究中，通过腺相关病毒血清型9（AAV9）载体在糖尿病小鼠伤口中原位递送BMI1和FGFR2b，成功将成纤维细胞重编程为诱导性角质形成细胞样细胞（iKCs）；这些iKCs重建了完全分层的表皮结构并恢复了屏障功能。第二种策略是部分重编程。通过瞬时周期性表达OSKM因子——或应用特定化学刺激——部分重编程在保留原始细胞身份的同时擦除年龄或损伤相关的表观遗传标记，从而恢复组织的内源性再生潜力。

近年来，大多数关于细胞重编程和伤口修复的综述集中于单一重编程技术（如部分重编程的表观遗传机制）或单一细胞类型（如成纤维细胞谱系转换和瘢痕调控），缺乏对多个技术平台——转录因子、小分子、表观遗传/代谢调控和纳米递送系统——与多个细胞靶点（包括成纤维细胞、角质形成细胞和巨噬细胞）的系统性整合。此外，现有表观遗传综述大多仅罗列DNA甲基化和组蛋白修饰等基本机制，而未批判性审视关键转化挑战，如递送载体瓶颈、驱动重编程效率的细胞异质性以及时空精度要求。最后，技术进步与细胞生物学之间仍存在脱节：尽管单细胞和空间多组学已揭示慢性伤口中成纤维细胞亚群和巨噬细胞极化状态的显著异质性，但很少有综述将细胞异质性视为重编程精准性的核心障碍，也未在细胞图谱层面解释为何同一重编程策略在不同的体内微环境中产生截然不同的效果。

在此，研究人员基于“技术平台→细胞靶点→转化瓶颈”的三元框架提供一个整合性、批判性的视角（图1）。该框架弥补了现有综述过度强调技术列举而忽视机制整合和转化批判的缺陷。具体而言，研究人员首先系统审视伤口细胞重编程的四维技术工具箱。该工具箱包括转录因子介导、小分子诱导、表观遗传与代谢调控以及纳米材料辅助递送。然后，研究人员依次聚焦三种关键修复细胞类型——成纤维细胞、角质形成细胞和巨噬细胞——逐层剖析其功能障碍的分子机制以及身份重编程的前沿策略。最后，研究人员批判性评估该领域的核心挑战并描绘通向临床转化的关键路径。通过建立从“被动伤口护理”到“主动重编程干预”的概念框架，本综述提供了一个全景式视角。研究人员希望它能为从事伤口修复基础研究和临床转化的同仁提供宝贵资源。

**2 重编程工具包的迭代**

细胞重编程技术已从2006年Yamanaka等人使用OSKM因子实现体细胞重编程，发展到目前能够绕过多能干细胞阶段并直接在体内跨胚层转换细胞身份——这是一种从全局表观遗传重置到细胞类型特异性精准重编程的范式演进。这一进展已汇聚成一个多维工具箱，包括转录因子介导、小分子诱导、表观遗传与代谢调控以及纳米递送系统辅助的方法。

转录因子介导的重编程是细胞命运操纵的技术基石。作为先锋转录因子，OSKM在重编程早期占据沉默基因组区域内的调控元件，触发体细胞身份抑制、间充质-上皮转化以及向糖酵解的代谢转变。这种“完全重编程”途径建立了细胞命运控制的核心理论框架；然而，其临床转化受到复杂的体外扩增程序、残留多能干细胞致瘤风险以及同种异体移植后免疫排斥的阻碍。为规避这些限制，出现了部分重编程，其定义为使用瞬时、周期性表达OSKM因子的策略，在不完全擦除原始体细胞身份的情况下擦除年龄和损伤相关的表观遗传标记，从而将细胞复壮至增强再生能力的状态。在一项人表皮干细胞体外研究中，瞬时OSKM诱导显著恢复了自我更新和增殖能力，同时抵消了加速的表观遗传时钟，其中DNA甲基转移酶1（DNMT1）在这一过程中起关键作用。在此基础上，直接谱系重编程（也称为转分化）提供了一种更直接的方法，其定义为使用一组有限的谱系特异性转录因子，将一种终末分化体细胞直接转化为另一种功能细胞类型，而不经过多能中间体。糖尿病小鼠伤口中的一项标志性体内研究 exemplifies 了这种方法：通过AAV9载体原位递送BMI1和FGFR2b成功将成纤维细胞重编程为诱导性角质形成细胞样细胞，重建了完全分层的表皮。此外，一项小鼠皮肤伤口体内研究发现，转录因子PITX1可以赋予表皮角质形成细胞一种类似于口腔黏膜细胞的快速迁移和增殖状态，重塑伤口的炎症微环境并加速再上皮化——这代表了另一种激活内源性再生潜力的重编程范式。

小分子和药物再利用代表了最具转化吸引力的替代方案，因为它们没有基因组整合风险、剂量可控且成本低。化学重编程使用小分子靶向内源性信号通路和染色质修饰因子，从而间接重新配置基因表达景观。在一项猪伤口体内研究和离体人皮肤研究中，YAP激活剂PY-60被证明可以激活促再生转录程序，抑制成纤维细胞向促纤维化表型的转变，并促进接近再生的修复模式。在药物再利用领域，基于细胞和小鼠伤口的体内研究表明，DPP4抑制剂西格列汀可以引导成纤维细胞转化为脂肪细胞，从根源上抑制瘢痕形成。最具前沿性的转化研究之一报道，在鼠伤口体内模型中，靶向Engrailed-1（En1）谱系阳性成纤维细胞的仿生纳米载体递送siRNA沉默了这一核心促纤维化开关，单次给药即实现无瘢痕愈合。在细胞复壮层面，培养的人成纤维细胞研究直接比较了优化化学重编程方案与OSKM转基因诱导，结果显示两者均降低了衰老标志物和线粒体活性氧水平。然而，化学重编程产生了更均一的细胞群体，未诱导多能性标志物，并规避了端粒酶激活和急性细胞衰老应激，显示出更优越的可控性。

表观遗传和代谢重编程在不改变DNA序列的情况下从根本上重塑细胞功能，通过DNA甲基化重塑、组蛋白修饰和RNA表位转录调控发挥作用。在高糖条件下角质形成细胞的研究表明，使用表观遗传抑制剂阻断DNA去甲基化和促进组蛋白H3甲基化显著改善了迁移，这一发现随后在链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠皮肤和伤口模型中得到了验证。在RNA表位转录水平，整合多项体外和体内研究的最新综述指出，m⁶A修饰对角质形成细胞迁移、成纤维细胞活化和巨噬细胞极化发挥时空控制作用；其失调通过放大氧化应激和自噬缺陷加剧糖尿病伤口愈合障碍。在代谢方面，骨髓来源巨噬细胞的体外实验确凿证明，糖尿病微环境中的高血糖和线粒体功能障碍将巨噬细胞锁定在糖酵解依赖的促炎M1表型。此外，体外研究揭示，对3D胶原水凝胶中的衰老成纤维细胞施加静态压缩力，通过ERK信号重塑染色质结构并恢复细胞迁移，从而为“机械-表观遗传重编程”在伤口愈合中的转化应用奠定了临床前基础。

纳米材料和生物材料辅助的重编程解决了生物活性分子时空精准递送的关键转化瓶颈。脂质纳米颗粒（LNPs）作为mRNA递送的核心平台，已在灭活病毒疫苗中得到临床验证。在一项糖尿病小鼠伤口研究中，活性氧（ROS）响应性LNPs同时递送白介素-4（IL-4）mRNA并主动清除伤口微环境中的过量ROS，促进M1向M2巨噬细胞极化。对于整合策略，一项糖尿病大鼠研究采用整合素α_vβ₃靶向的三重靶向核壳纳米系统将miR-146a-5p递送至巨噬细胞、内皮细胞和成纤维细胞，协同实现免疫调节、血管生成和胶原沉积。与此同时，糖尿病小鼠模型中的一种时序编程双层水凝胶在早期释放IL-10，后期释放血管内皮生长因子（VEGF）和血小板衍生生长因子（PDGF），使伤口闭合率提高到89.7%，M2巨噬细胞比例增加42%，新生血管密度增加2.3倍。纳米材料的核心价值现在正从“智能递送载体”扩展到“微环境稳态调节器”——通过感知伤口微环境中的ROS、pH和酶活性等信号，主动参与恢复微环境稳态。

伤口修复的重编程工具箱已演变为一个多层架构，涵盖基因操作、化学诱导、表观遗传与代谢调控以及纳米材料辅助递送：转录因子策略通过部分重编程和直接谱系重编程分别实现功能复壮和身份转换；小分子策略提供了低安全门槛的替代方案；表观遗传与代谢调控解锁了可逆重塑细胞功能的基础密码；而纳米材料则使所有这些策略能在真实伤口微环境中实现时空精准递送（表1）（图2）。

**3 成纤维细胞：从瘢痕制造者到再生修复者的身份转变**

**3.1 伤口愈合中的成纤维细胞：从生理修复执行者到病理瘢痕制造者**

成纤维细胞是伤口愈合中最关键的结构细胞群体。在生理修复中，它们合成、沉积和重塑细胞外基质（ECM），并通过分化为肌成纤维细胞驱动伤口收缩；组织闭合后，它们及时凋亡和消退以恢复真皮稳态。在慢性伤口微环境中，持续高血糖、机械信号失调和异常表观遗传编程驱动成纤维细胞持续活化，导致ECM合成与降解失衡，最终导致修复停滞或病理性瘢痕。在病理性愈合中，成纤维细胞持续活化并沉积过量异常ECM，导致附属器丧失、组织僵硬和病理性瘢痕形成。因此，精确调控成纤维细胞表型——而非彻底消除——构成了重编程干预的核心问题。

**3.2 成纤维细胞功能障碍的分子基础：异质性、机械传导与表观遗传记忆**

单细胞转录组学从根本上推翻了真皮成纤维细胞是功能均一群体的传统观点。表2总结了已确认的成纤维细胞亚群、其标志物、功能特征、在伤口内的时空分布以及重编程靶点，系统捕捉了它们在伤口修复中的不同作用。

Almet等人的整合性单细胞分析进一步揭示了它们的时空动态：Prg4表达成纤维细胞在损伤后早期沿伤口边缘瞬时出现，并在数天内被长驻亚群如Col25a1⁺（表皮下方）和Pamr1⁺（深层瘢痕）所取代，它们之间几乎没有相互转换，表明分化轨迹受到高度区域性和时间性限制。Liu等人分析了来自89,148个细胞的scRNA-seq数据，鉴定了11个肌成纤维细胞亚簇，其中特定亚群在溃疡组织中显著富集，并参与细菌反应和血管生成。

基于这种异质性，异常的机械传导作为促纤维化成纤维细胞表型的关键上游触发因素，并与下游表观遗传编程深度交织，共同形成“机械感知→表观遗传重塑→纤维化表观遗传记忆锁定”的致病循环。

成纤维细胞通过进化上保守的机械敏感阳离子通道Piezo1感知ECM的机械变化。当伤口床组织张力增加或ECM刚度升高导致膜拉伸时，Piezo1开放并介导Ca²⁺快速内流。细胞内Ca²⁺升高激活RhoA/ROCK信号级联，促进肌动蛋白应力纤维组装，同时抑制Hippo通路激酶LATS1/2。LATS1/2抑制减少了转录共激活因子YAP和TAZ的磷酸化，阻止其胞质滞留，允许大量核转位。在核内，YAP/TAZ主要与TEAD家族转录因子结合，驱动一系列促纤维化靶基因的表达，包括α-平滑肌肌动蛋白、I型胶原（COL1A1、COL1A2）和结缔组织生长因子。因此，Piezo-YAP轴构成了从“机械力感知”到“促纤维化转录编程”的完整信号链，直接将伤口微环境的物理线索转化为成纤维细胞表型输出。

成熟脂肪细胞可通过Piezo1/Piezo2介导的机械感应转分化为促纤维化成纤维细胞，损伤后第14天伤口中约10%的成纤维细胞来源于此。多组学研究表明，抑制Piezo1不仅能在受伤时预防瘢痕形成，而且局部皮内注射甚至可在损伤后120天显著减轻已形成的瘢痕——表现为毛囊等附属器重新出现和正常ECM结构恢复。空间蛋白质组学和转录组学进一步揭示，接受Piezo1抑制剂注射的瘢痕中机械敏感成纤维细胞亚群显著减少，表明持续的Piezo1机械信号在维持真皮纤维化中起关键作用。同时，在猪模型中单次应用YAP抑制剂维替泊芬到伤口上可阻止瘢痕形成并驱动皮肤再生；scRNA-seq分析揭示其机制涉及减少纤维化相关成纤维细胞亚群、富集促再生成纤维细胞以及上调IL-33表达。

Piezo1/YAP机械信号不仅限于胞质生化级联：它们通过特定分子途径将机械信息传递到细胞核，在染色质水平将其编码为促纤维化表观遗传记忆，从而将成纤维细胞“永久锁定”在致病状态。在急性伤口愈合早期，适度的Piezo-YAP激活是有益的：它驱动成纤维细胞向肌成纤维细胞分化，促进伤口收缩，并加速ECM沉积以促进伤口闭合。然而，在慢性非愈合性伤口和增生性瘢痕中，该通路持续异常激活，将成纤维细胞锁定在超收缩、ECM过度产生的病理状态，将其归类为“瘢痕制造者”。在糖尿病溃疡等慢性伤口中，持续机械张力、异常交联的ECM和炎症信号结合成正反馈循环，使Piezo1持续开放、YAP/TAZ持续核定位，驱动不可逆的纤维化程序。因此，Piezo-YAP通路既是成纤维细胞身份功能障碍的关键机制节点，也是成纤维细胞重编程策略极具前景的干预靶点。药理学抑制Piezo1或破坏YAP–TEAD相互作用有望释放成纤维细胞免受促纤维化锁定并恢复其再生能力。

一项标志性综述指出，持续机械张力通过直接力传递至细胞核，诱发持久的肌成纤维细胞表观遗传记忆——包括DNA甲基化和组蛋白乙酰化/甲基化等关键修饰——即使从高刚度环境中撤除后，仍维持促纤维化表型。ECM刚度通过整合素和formin依赖性机制介导这种染色质重塑，使成纤维细胞从“瞬时激活”转变为“持续激活”。此外，另一项研究进一步证实，新生染色质结构的改变直接控制促纤维化转录组的激活并促进器官纤维化中肌成纤维细胞的出现，描绘了完整的机械信号→染色质重塑→促纤维化基因激活的信号链。整合这些前沿证据，一条清晰的关联机制链条浮现：Piezo1感知ECM刚度变化，激活YAP/TAZ机械传导轴，并通过整合素-formin依赖性途径将力信号传递至细胞核。这进而调节新生染色质结构和动态组蛋白修饰，激活促纤维化转录程序，驱动成纤维细胞向肌成纤维细胞转化并建立持久表观遗传记忆——最终导致即使细胞从高刚度环境中移除后，促纤维化表型仍长期维持和不可逆病理性瘢痕形成（图3）。

经典的TGF-β/SMAD信号作为Engrailed-1（En1）阳性促纤维化成纤维细胞（EFP）谱系的主转录驱动因子。持续的TGF-β1刺激与YAP/TAZ机械信号协同，通过SMAD2/3和TEAD复合物直接结合到EN1增强子区域，转录激活En1表达，将成纤维细胞锁定在具有高表达α-SMA和I型胶原特征的EPF身份。一旦建立，这种EPF状态通过促纤维化基因位点处活性组蛋白标记（H3K4me3和H3K27ac）的持续沉积在表观遗传上得到加强，如前文机械-表观遗传链所述。

在表观遗传水平，糖尿病伤口中TGF-β驱动的通过MLL1/H3K4me3轴增加肌成纤维细胞标志物基因启动子处H3K4me3的编程存在显著缺陷。JMJD3，一种H3K27me3去甲基化酶，已被确定为这种TGF-β介导转化的关键表观遗传调节因子。更关键的是，转录因子En1已被确定为决定成纤维细胞促纤维化命运的核心分子开关：En1谱系阴性成纤维细胞（ENFs）具有促再生特性，而EPFs呈现促纤维化表型；约75%的成人真皮成纤维细胞属于后者，这表明大多数成人真皮成纤维细胞致力于纤维化修复反应的早期阶段，而只有一小部分——约25%——的En1阴性成纤维细胞保留再生能力，能够实现无瘢痕伤口愈合、新生毛囊发生和天然皮肤结构恢复。受伤后，ENFs可通过出生后En1激活转化为EPFs。基于这一原理，一种仿生成纤维细胞纳米载体（FibroMC）递送单剂量siEn1恢复了正常胶原结构，再生了皮肤附属器，并防止了瘢痕形成。

**3.3 重定向成纤维细胞谱系定向：无瘢痕伤口修复的身份与功能重编程**

在命运转换层面，多种策略已证明可以重定向成纤维细胞的促纤维化命运，但它们在技术路线、效率和安全性方面存在显著差异。

**3.3.1 转录因子介导的转分化**

在去分化重编程中，Plikus等人证明肌成纤维细胞可重新表达成脂转录因子，并在新生毛囊的BMP信号作用下转化为脂肪细胞，为“从瘢痕组织再生脂肪细胞”开辟了新途径。在跨胚层直接重编程中，通过AAV9载体原位递送BMI1和FGFR2b将糖尿病小鼠伤口中的成纤维细胞直接转化为角质形成细胞样细胞。该策略在体外L929小鼠成纤维细胞中表现出清晰的重编程效率，并在体内db/db糖尿病小鼠伤口中显著加速伤口闭合，重建分层表皮，恢复屏障功能，并显著降低动物死亡率。其核心优势在于完全绕过多能干细胞阶段和细胞移植程序。

**3.3.2 小分子策略**

DPP4抑制剂西格列汀引导成纤维细胞向脂肪细胞转化，从根源上抑制瘢痕形成——这一发现已通过基于细胞和体内小鼠伤口研究得到验证。其关键转化优势在于，作为已获批用于2型糖尿病的药物，西格列汀拥有广泛的临床安全性和药代动力学数据；走药物再利用路线可大幅缩短临床可及的时间线。

**3.3.3 无基因机械重编程策略**

Roy等人将衰老的人真皮成纤维细胞培养在微图案化基底上施加几何约束，产生了具有复壮特征的部分重编程细胞。当植入体外衰老皮肤模型时，这些细胞显示出增强的ECM蛋白表达和改善的组织再生。由于该策略避免了与OSKM转基因诱导相关的端粒酶激活和致癌风险，它为临床自体移植提供了一条更安全的途径。

**3.4 成纤维细胞重编程的转化障碍：未解决的问题与技术限制**

成纤维细胞重编程的核心挑战在于实现时空精度：（1）早期肌成纤维细胞激活对于伤口收缩至关重要；过早抑制可能阻止伤口闭合，因此确定抗纤维化干预的最佳治疗窗口是一个关键问题；（2）不同伤口类型（急性烧伤、糖尿病溃疡、增生性瘢痕）中促纤维化成纤维细胞亚群的异质性尚未得到系统表征，阻碍了个体化策略的开发；（3）机械信号抑制剂（如维替泊芬）、纳米递送系统（FibroMC）和直接重编程因子（B2组合，BMI1和FGFR2b）的协同整合涉及复杂的时间顺序和剂量优化，目前缺乏系统的临床前数据。

成纤维细胞重编程不仅逆转真皮纤维化，还为角质形成细胞再上皮化和巨噬细胞表型转换创造了许可性微环境，构成了协调伤口修复的结构基础。

**4 角质形成细胞：激活再生引擎以重建表皮屏障**

**4.1 伤口修复中的角质形成细胞：表皮屏障构建者与再上皮化核心执行者**

角质形成细胞占表皮细胞的95%以上，是皮肤物理屏障和损伤后再上皮化的核心执行者。在生理愈合中，伤口边缘的角质形成细胞经历精确时序的激活、迁移、增殖和分化级联反应，逐步覆盖暴露的伤口表面并重建分层表皮结构。然而，在慢性伤口中，前述负面条件深刻抑制了它们的迁移和增殖能力，损害自噬，增加凋亡，使再上皮化停滞，导致伤口持续开放，感染风险显著升高。传统策略依赖于自体表皮细胞移植或干细胞衍生补充，但面临供体部位损伤、扩增效率低和免疫排斥等转化障碍。

为应对这些障碍，角质形成细胞重编程中出现了两种应用场景截然不同的策略。第一种聚焦于“内源性激活”——使用转录因子PITX1唤醒皮肤驻留角质形成细胞的再生潜力，赋予它们类似口腔黏膜的快速愈合特性。该策略适用于伤口边缘仍存在一定数量正常角质形成细胞但功能受代谢紊乱抑制的中小型伤口。第二种聚焦于“外源性生成”——使用BMI1和FGFR2b因子组合（B2）将伤口中丰富的局部成纤维细胞直接转分化为诱导性角质形成细胞样细胞（iKCs）。该策略适用于伤口边缘缺乏正常表皮细胞源的大面积全层皮肤缺损慢性伤口，如糖尿病足溃疡。这两种策略相互补充，共同构成了角质形成细胞重编程的完整临床解决方案框架。

**4.2 角质形成细胞功能障碍的分子机制：表观遗传重塑与代谢重编程**

重编程干预的分子基础在于对调控角质形成细胞功能的表观遗传和代谢调控网络的深入剖析。在转录身份层面，Overmiller等人利用单细胞RNA测序和空间转录组学发现，转录因子PITX1在口腔黏膜上皮中高表达，但在皮肤角质形成细胞中几乎检测不到，揭示了皮肤与口腔黏膜愈合能力差异的分子基础。在DNA甲基化水平，启动子甲基化在角质形成细胞分化和功能障碍中起关键调控作用。Ding等人表明，miR-125b-5p和miR-199b-5p启动子的高甲基化转录沉默了这些miRNA。在正常条件下，这两种miRNA在转录后水平抑制ΔNp63；因此它们的丧失去抑制了ΔNp63，ΔNp63是表皮分层的主调控因子。超生理水平的ΔNp63异常激活PI3K/AKT/mTOR信号，驱动角质形成细胞进入终末分化状态，在慢性伤口中将细胞锁定在过度增殖但非迁移的表型，并阻断再上皮化。恢复miR-125b-5p/199b-5p或药理学抑制PI3K/AKT/mTOR可逆转这种分化阻滞并恢复运动能力，将该轴确定为一个高价值重编程靶点。更广泛地说，全局DNA甲基化状态也调节角质形成细胞行为：与塑料或胶原I基底相比，玻璃基质培养诱导全基因组低甲基化，伴随更快增殖、分化标志物上调以及显著增强的迁移，进一步强调了与修复功能的表观遗传偶联。

在组蛋白修饰水平，几项标志性研究从多个维度拓宽了我们对角质形成细胞表观遗传调控的理解。Zhang等人发现了一种新的非组蛋白去乙酰化机制：在伤口边缘角质形成细胞中，组蛋白去乙酰化酶5（HDAC5）瞬时从细胞核转位至细胞质，在那里它去乙酰化α-肌动蛋白-4（ACTN4）的赖氨酸417（K417），使ACTN4能够进入细胞核并作为转录共激活因子，通过YBX1协同上调胱抑素A表达以促进再上皮化。基于这一机制开发的HDAC5选择性激活剂G194-0712，在三种小鼠慢性伤口模型——糖尿病、缺血和放射损伤——中有效加速了伤口闭合。与此同时，Mangum等人利用饮食诱导肥胖和db/db型2型糖尿病小鼠模型以及T2D患者伤口组织，进行单细胞测序发现，抑制性组蛋白甲基转移酶SETDB2在糖尿病伤口角质形成细胞中显著降低。染色质免疫沉淀证实，SETDB2缺失擦除了Tnfα启动子处的抑制性H3K9me3标记，驱动炎症基因过表达；IFNβ/JAK/STAT信号轴被确定为SETDB2的关键上游调控通路。Moon等人进一步证明，糖尿病伤口中升高的IL-17A通过TRAF6/NFκB通路诱导组蛋白去甲基化酶JMJD3；JMJD3随后擦除抗迁移基因（Itga3、Timp1）和炎症基因（Ccl20、Cxcl1等）启动子处的抑制性H3K27me3标记，导致角质形成细胞迁移受损和炎症加剧。角质形成细胞特异性缺失IL-17A信号或JMJD3均改善了糖尿病小鼠的伤口愈合。这三项研究——分别针对组蛋白去乙酰化（HDAC5–ACTN4轴）、组蛋白甲基化（SETDB2–H3K9me3轴）和组蛋白去甲基化（JMJD3–H3K27me3轴）——共同构建了慢性伤口角质形成细胞组蛋白修饰失调的多维机制图谱。

在RNA表位转录水平，m⁶A修饰已被证明在角质形成细胞自噬中发挥核心调控作用。m⁶A去甲基化酶FTO在糖尿病表皮中显著下调，并通过去甲基化TRIB3 mRNA的3'UTR以增强其YTHDF2依赖性稳定性来调节自噬。m⁶A阅读蛋白YTHDC1在糖尿病角质形成细胞中同样减少，它直接结合SQSTM1/p62 mRNA以调节其稳定性；敲低Ythdc1或Sqstm1均抑制表皮自噬并延迟伤口愈合。从m⁶A擦除和m⁶A读取两个角度，FTO和YTHDC1共同揭示了慢性高血糖通过破坏m⁶A–RNA–自噬轴驱动角质形成细胞功能紊乱的核心机制。

更深层次的调控层在于代谢–表观遗传–转录轴的级联整合。Hu等人证明，METTL3通过增强DNMT1 mRNA的m⁶A修饰促进角质形成细胞增殖，并且伤口中升高的乳酸通过诱导组蛋白H3K18乳酰化激活METTL3转录，从而描绘了一条完整的调控链：高血糖→乳酸积累→H3K18乳酰化→METTL3激活→DNMT1 m⁶A修饰→角质形成细胞增殖。

在代谢编程水平，伤口角质形成细胞表现出类似肿瘤细胞的“Warburg效应”——即使在有氧条件下也优先利用糖酵解而非氧化磷酸化。近期研究揭示，丙酮酸激酶M2（PKM2）在损伤后第3天起在伤口边缘角质形成细胞中显著上调，第5天达到峰值，并持续高表达