2024年7月18日,上海交通大学医学院附属瑞金医院邹多武团队联合上海交通大学医学院上海市免疫学研究所苏冰教授在The Journal of Clinical Investigation期刊上发表题为“TWIST1+FAP+ fibroblasts in the pathogenesis of intestinal fibrosis in Crohn's disease” 的研究论文。该研究构建了克罗恩病肠道纤维化的单细胞病理图谱，解析了肠纤维化微环境中间质细胞的异质性，并发现转录因子TWIST1调控核心致病性间质细胞亚群FAP+成纤维细胞的激活，从而导致ECM的过量沉积。
克罗恩病是一种慢性炎症性肠病，在全世界的发病率逐年上升，目前不可治愈且终身复发。在长期慢性炎症刺激下，患者肠道会发生纤维化而引起梗阻或穿孔。目前，全世界范围内尚无有效治疗或缓解肠纤维化的药物问世。肠纤维化的主要病理特征是肠道黏膜下层细胞外基质（ECM）的过度沉积，肠道间质细胞是一类极具异质性的细胞群体，由多种分化不同且功能特异的亚群构成，而间质细胞是 ECM 的主要分泌者，其活化也被认为是肠纤维化发病的关键环节。但导致肠纤维化中过量 ECM 沉积的主要间质细胞亚群及其分化激活的调控机制仍有待深入探索。
研究人员首先利用克罗恩病肠纤维化患者手术切除的回肠组织进行单细胞转录组测序。测序结果显示，相对于其他细胞类型，肠道间质细胞是肠纤维化中ECM的主要来源，且在肠纤维化的病理状态下，肠道间质细胞的内部亚群构成发生了明显变化，FAP+成纤维细胞在纤维化部位显著增多，而FGFR2+成纤维细胞显著减少，这一结果也在流式实验中得到验证。进一步的ECM评分分析及免疫荧光表明FAP+成纤维细胞是导致ECM过量沉积的核心致病性间质细胞亚群。
为进一步分析FAP+成纤维细胞形成及激活的调控机制，研究人员利用拟时序分析及转录因子预测分析发现TWIST1特异表达于FAP+成纤维细胞，并与其形成和激活密切相关。此外，肠道CXCL9+巨噬细胞在纤维化状态下同样显著增多，NicheNet分析表明CXCL9+巨噬细胞可通过分泌IL-1β，TGF-β等作用于FAP+成纤维细胞，并诱导TWIST1的表达。多色免疫荧光也提示FAP+成纤维细胞与CXCL9+巨噬细胞在空间上的高度邻近。慢性葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠肠纤维化单细胞数据表明上述发现在人、鼠中具有保守性。此外，间质细胞特异性敲除TWIST1以及使用TWIST1的抑制剂去氢骆驼蓬碱（Harmine）均可显著改善慢性DSS引起的小鼠肠道纤维化，提示TWIST1在调控FAP+成纤维细胞及促进肠纤维化中的关键作用。
综上所述，该研究通过构建人及小鼠肠纤维化的单细胞转录组图谱，首次解析了克罗恩病肠纤维化中间质细胞的异质性，并明确了导致ECM过量沉积的关键致病性间质细胞亚群——FAP+成纤维细胞，揭示了转录因子TWIST1在其激活中的调控作用，提示靶向TWIST1在防治克罗恩病肠道纤维化中的潜在应用前景。
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撰 稿｜ 张尧、王家鑫、孙宏翔
排 版 ｜ 胡 铨
审 核 ｜ 伍宁波、方丽娟
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