只管最近在明确皮肤瘢痕方面取得了希望,但引发增生性瘢痕形成的机制仍然知之甚少。在本研究中,作者以单细胞区分率研究成熟的人类肥厚性疤痕和小鼠的生长疤痕。与正常皮肤相比,作者发明瘢痕组织中大大都细胞类型的基因表达保存显著差别。
成纤维细胞体现出最显著的基因表达改变,显示出奇异的纤维化特征。通过较量在小鼠瘢痕形成历程中上调的基因和在成熟的人类增生性瘢痕中高表达的基因,作者确定了一组丝氨酸卵白酶,起源加入瘢痕形成。其中二肽多肽酶4 (DPP4)和尿激酶(PLAU)在功效剖析中进一步剖析,展现了tgf β1介导的肌成纤维细胞分解和体外细胞外基质因素太过生产的作用。局部应用DPP4和PLAU抑制剂在体内疤痕形成历程中显示出抗纤维化活性和疤痕质量的改善,最显著的是应用PLAU抑制剂BC-11后。
图片泉源:https://doi.org/10.1038/s41467-021-26495-2
增生性瘢痕是一个重大的医学问题,预计有1亿人患有瘢痕造成的全球疾病肩负。在西方天下,每年约莫有1100万人有瘢痕疙瘩,400万人有烧伤疤痕。据预计,美国每年用于皮肤瘢痕治疗的用度达120亿美元。对患者而言,病理性增生性疤痕可导致显著的功效损害、疼痛、瘙痒和生涯质量下降。
伤口愈合是一个细密协调的三步历程,其特征是急性炎症期、增殖期和重塑期。延伸炎症导致成纤维细胞(FB)活性增添,转化生长因子β1 (TGFβ1)、TGFβ2、胰岛素样生长因子(IGF1)和其他细胞因子渗透增添。TGFβ1促使fb向肌成纤维细胞分解,肌成纤维细胞具有缩短表型,以ecm因素太过渗透为特征,是肥厚性瘢痕形成的主要孝顺者。成熟的增生性瘢痕显示强烈的组织缩短,麋集、平行或轮状的ECM。
局部硅胶涂抹、榨取或推拿治疗、病灶内注射曲安奈德(TAC)、皮质类固醇或5-氟尿嘧啶(5-FU)、激光消融和手术是预防或治疗肥厚性瘢痕最常用的选择。然而,许多这些疗法缺乏有用性和清静性的证据,显示高复发率,作用机制仍不清晰。
最近,一些卵白酶成为纤维化疾病药物开发的重点,由于它们被证实加入ecm剖析和组织重修中生长因子的激活。丝氨酸卵白酶/肽酶组成了一个大的、多样化的卵白酶群,分为13个家族和40个家族。胰卵白酶组包括加入凝血、纤溶、凋亡和免疫等主要历程的卵白酶。这个家族的成员包括尿激酶、高温需要A1/3肽酶、多种凝血因子和补体因素、类prss丝氨酸卵白酶、颗粒酶和组织卵白酶G。在人类体外研究和小鼠实验中,PLAU的抑制剂已经被证实可以对抗心脏和肺纤维化的纤维化历程。
近年来,随着DPP4抑制剂(gliptin)在临床上用于治疗糖尿病,丝氨酸卵白酶DPP4成为关注的焦点。DPP4还与多种纤维化病理有关,包括心脏、肝脏、肾脏和皮肤纤维化,在动物模子中,抑制DPP4活性可减轻纤维化历程。然而,丝氨酸卵白酶对人类瘢痕形成的孝顺和潜在的抗纤维化机制现在尚不清晰。只管scRNAseq以前通过研究小鼠伤口愈合来确定胚胎和产后皮肤发育以及组织再生的主要因素,但单细胞水平的疤痕组织尚未被研究。
两个时间点的小鼠瘢痕模子确定了瘢痕成熟历程中的调控基因。
图片泉源:https://doi.org/10.1038/s41467-021-26495-2
在这里,作者使用scRNAseq深入研究了增生性瘢痕形成的基因表达和机制。作者的目的是识别在疤痕组织中调控的基因,并为无疤痕创面愈合或现有疤痕完全逆转的药物开发找到潜在的靶点。总之,该研究提供了增生性瘢痕的遗传景观,这是进一步研究基因和纤维化历程的基础,迄今为止没有在皮肤瘢痕的配景下研究。该体外和体内要领建议使用丝氨酸卵白酶抑制剂作为预防或改善增生性疤痕生长的治疗选择。