Science：异位掌侧成纤维细胞移植可改变皮肤特性

美国有 170 多万人截肢，通常是由于糖尿病、血管病变或创伤造成的。由于长期使用假肢造成的摩擦和压力，截肢者的残肢部位经常会出现皮肤破损。

鉴于成纤维细胞具有调节皮肤功能的能力，来自约翰霍普金斯大学等研究机构的研究人员在一项的研究中，旨在通过自体掌侧成纤维细胞（volar fibroblast）移植，将非掌侧皮肤（nonvolar skin）转化为对压力有反应的掌侧皮肤（volar skin）。他们使用来自健康志愿者的原代培养的掌侧（足底）成纤维细胞或非掌侧（头皮）成纤维细胞，测试其对压力的独特反应、在生物打印中改变皮肤特征的能力，以及在临床试验中通过自体成纤维细胞移植进行细胞治疗的可能性。

相关研究结果发表在2024年9月6日的Science期刊上，论文标题为“The use of ectopic volar fibroblasts to modify skin identity”。

成纤维细胞在体外扩增时会保留其来源的位置记忆。此外，成纤维细胞还能改变皮肤功能，包括表皮的分化。考虑到成纤维细胞可能对压力也有独特的反应，研究者假设它们可以作为一种异位细胞疗法，增强非压力承受区域的压力适应能力。

在一种二维培养系统中，与非掌侧成纤维细胞相比，掌侧成纤维细胞的增殖和迁移率更高。掌侧成纤维细胞较高的迁移率表现为独特的弹弓运动，而且静态（持续）压力处理不会改变这种运动。动态（开启和关闭）压力处理凸显了掌侧成纤维细胞与非掌侧成纤维细胞不同的基因表达变化，包括特定的 HOX 基因。生物打印皮肤中的掌侧成纤维细胞诱导了非掌侧表皮出现掌侧特征，如表皮厚度增加、角质细胞体积增大以及 KRT9 和 FGF7 蛋白数量增加。与生物打印皮肤观察到的结果类似，一项让人类志愿者接受异位自体足底成纤维细胞注射到非掌侧皮肤中的临床试验证实了非掌侧皮肤出现了掌侧特征的改变。

图片来自Science, 2024, doi:10.1126/science.adi1650

这些特征包括皮肤紧致度增加、表皮厚度增加、角质细胞体积增大、真皮胶原纤维长度增加、真皮弹性蛋白表达增加以及 KRT9、KRT17、pEGFR (Y1068)、FGFBP1、FGF7 和 RBPJ 蛋白表达增加。单细胞转录组学分析进一步证实了注射 2 周至 17 个月后，足底成纤维细胞注射部位与表皮发育、角质化、表皮细胞分化和细胞形状相关的基因表达改变。空间转录组学证实了单细胞 RNA 测序可检测到异位掌侧成纤维细胞群体的稳定定植。

综上所述，这些数据证明了掌侧成纤维细胞的独特特性和治疗潜力，因为它们能改变皮肤特征，使之形成掌侧表型，并增强压力适应性。今后的研究工作需要提高异位成纤维细胞的定植率和表型转换程度。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Sam S. Lee et al. The use of ectopic volar fibroblasts to modify skin identity. Science, 2024, doi:10.1126/science.adi1650.