引言:
来自Sanger研究所的Muzlifah Haniffa等首次提供了人类胎儿皮肤的多组学参考图谱,覆盖了7至16周受孕后的发育阶段。胎儿皮肤不仅是屏障,还参与形态发生。本研究旨在探索免疫细胞和非免疫细胞之间的相互作用,揭示其如何塑造皮肤和毛囊的发育,并推动类器官模型和皮肤疾病治疗的发展。
主要发现:
1. 皮肤的多组学分析:
通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)和空间转录组学,本研究描述了皮肤细胞的构成和动态变化。研究发现了免疫细胞与非免疫细胞在不同微环境中的共存,例如:
o 毛囊微环境:包括巨噬细胞和成纤维细胞。
o 神经血管微环境: 包含巨噬细胞、内皮细胞和神经细胞。
2. 类器官模型的比较:
研究将皮肤类器官模型与胎儿皮肤进行对比。尽管类器官模型成功模拟了表皮和真皮层,但缺乏免疫细胞,并且内皮细胞的异质性较低。
3. 巨噬细胞在血管发育中的作用:
发现巨噬细胞能促进内皮细胞的发育。当巨噬细胞被引入类器官模型时,血管生成得到了显著改善。
4. 毛囊形成机制:
研究鉴定了毛囊发育中的关键细胞类型,如表皮板和真皮乳头细胞,并揭示了巨噬细胞在早期毛囊发育中的作用。
5. 皮肤疾病的研究进展:
该图谱提供了先天性皮肤和毛发疾病的新见解,揭示了与疾病相关基因的表达模式,有助于早期诊断和治疗。
6. 免疫细胞在无疤痕愈合中的影响:
早期胎儿皮肤展示了无疤痕愈合的能力,这与巨噬细胞和成纤维细胞的相互作用密切相关。
结论:
研究表明,免疫细胞在形态发生中发挥关键作用,超越了其传统的免疫功能。这些发现强调了免疫细胞在血管生成、毛囊形成和无疤痕愈合中的重要性,并为未来类器官模型的发展提供了方向。
意义:
• 促进类器官模型的发展: 研究结果可用于改善皮肤类器官的开发,为疾病建模和药物测试提供更好的平台。
• 再生医学的应用: 巨噬细胞在伤口愈合和血管生成中的作用,为再生治疗开辟了新的途径。
• 先天性疾病的早期干预: 基因表达图谱为早期检测和治疗提供了重要线索。
• 组织工程的未来: 该研究为复杂皮肤组织构建提供了基础知识,对移植和再生医学具有重要意义。
参考文献
Nusayhah Hudaa Gopee et al. A human prenatal skin cell atlas reveals immune cell regulation of skin morphogenesis. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2023.10.12.556307