皮肤严重创伤后，汗腺（SwG）再生对皮肤功能恢复至关重要。种子细胞的获得是汗腺再生的基础。汗腺中存在的干细胞由于数量稀缺且再生能力有限，不足以启动全面的创伤修复级联反应，恢复出汗功能。因此，汗腺的功能恢复乃至再生一直是再生医学领域的难题。
最近，来自中国人民解放军总医院的付小兵院士、孙晓艳研究员和南京大学生命科学学院的董磊教授在Science Bulletin发表了题为“Restoring sweat gland function in mice using regenerative sweat gland cells derived from chemically reprogrammed human epidermal keratinocytes”的论文。他们通过小分子介导的化学重编程，实现了创面内再生具备密集血管神经包绕的功能性汗腺。这种方法不仅恢复了汗腺的生理结构和出汗功能，还重建了汗腺的神经支配网络环路，使创面重新获得感知能力，在治疗烧伤患者的功能性康复方面显示出巨大的潜力。
图1：应用六种小分子组合，将人表皮角质形成细胞（HEK）重编程为汗腺细胞（ciSGC）并成功实现功能性汗腺再生的示意图。该图使用BioRender.com网站绘制。
研究团队利用小分子化合物在操纵细胞命运方面的独特优势，筛选了六种特定小分子，高效、快速地将HEK直接重编程为具有再生潜能的ciSGC。这种细胞在形态、表型和功能上与人汗腺导管细胞高度相似，并且具有导管细胞典型的亚细胞结构及特征性基因表达谱。进一步的分化实验表明，化学重编程来源的汗腺细胞对神经递质乙酰胆碱的刺激表现出与人原代汗腺细胞相似的钙离子内流反应，表明该细胞具备分化为功能齐全的汗腺分泌部细胞的能力。因此，利用特定小分子组合制备的具有自我更新能力的ciSGC可以作为汗腺再生的优质种子细胞，并用于进一步在体的实验探索。
图2：ciSGC体内移植促进新生汗腺的神经网络重塑。（a）ciSGC移植后第30天对热损伤小鼠的爪子进行碘-淀粉发汗实验。靛蓝色斑点表明正常组和ciSGC治疗组的发汗实验均为阳性。（b）通过碘-淀粉发汗实验评估具有新生汗腺的小鼠数量。（c）免疫荧光图像显示ciSGC移植后第30天新生汗腺中人特异性组蛋白H1（白色箭头）表达的代表性图片，比例尺=25 μm。（d）免疫组织化学图像展示了PBS和ciSGC处理后30天愈合组织中PGP9.5、TH和VIP的表达情况。正常组织作为阳性对照。比例尺=250 μm。右下角为方框区域的放大图，比例尺=100 μm。（e）ciSGC移植后第30天，新生腺体中PGP9.5、TH和VIP的免疫荧光染色，比例尺=50 μm。
进一步体内研究表明，ciSGC移植治疗不仅可以促进烫伤创面的快速愈合，大幅提升创面的愈合质量，还能重建汗腺的解剖结构，完全恢复汗腺的出汗功能。特别是，ciSGC再生的汗腺重建了与正常汗腺相似的神经网络，能够与宿主神经形成环路，感知外界刺激并进行热发汗。总之，汗腺化学重编程方法摆脱了以往对遗传操纵的依赖，提供了一种更安全可控、高效制备临床级汗腺种子细胞的策略，在大面积烧创伤的康复治疗中展现出巨大的潜力。
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https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.11.003
