《Frontiers in Immunology》：Distinct diversity of skin cell populations of rhinophyma and hypertrophic scar illustrated by scRNA-seq
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本研究利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，系统比较了临床上表型相似但愈合结局迥异的两种皮肤纤维化疾病——鼻赘（ROS）与增生性瘢痕（HS）的细胞图谱。研究发现，增生性瘢痕组织中存在独特的异常内皮细胞亚型（Vein2）和功能亢进的成纤维细胞亚型（SMC_type4），其胶原分泌、促纤维化和氧化磷酸化能力显著增强，而血管被周细胞和平滑肌细胞紧密包裹。相反，鼻赘组织则表现为“渗漏”的血管结构、大量免疫细胞浸润（特别是T细胞和B细胞）以及较弱的促纤维化微环境。这些发现从细胞和分子层面阐明了两种疾病术后愈合轨迹分化的潜在机制，为理解增生性瘢痕的顽固性复发和鼻赘术后良好愈合提供了全新视角，并为靶向内皮细胞、角质形成细胞或免疫微环境的抗瘢痕治疗策略开发提供了潜在的干预靶点。
文章内容总结
3.1 皮肤疾病的单细胞分析
研究对三份组织样本（健康皮肤Skin-H、增生性瘢痕HS-H、鼻赘ROS各一例）进行了单细胞转录组测序（scRNA-seq）分析。在质控后，共获得28,753个细胞的转录组信息。通过无监督聚类和UMAP可视化，这些细胞被划分为八个主要细胞谱系，包括B淋巴细胞、内皮细胞、上皮细胞、肥大细胞、单核细胞、浆细胞、平滑肌/基质细胞（SMC）和T/NK细胞。比较分析显示，B细胞和浆细胞仅存在于鼻赘组织中；内皮细胞在所有三种组织中均有分布，但在增生性瘢痕中更为富集；上皮细胞在健康皮肤和增生性瘢痕中存在，而在鼻赘中缺失；肥大细胞和单核细胞在增生性瘢痕中比在鼻赘中更丰富；T/NK细胞则在鼻赘中比在健康皮肤中更丰富。这些结果初步描绘了三种组织在细胞组成上的显著差异。
3.2 内皮细胞亚型分析
对内皮细胞的深入分析揭示了四个不同的亚型：动脉型、静脉1型（Vein1）、静脉2型（Vein2）和淋巴管内皮型。其中，Vein1在鼻赘组织中显著增加，而Vein2则在增生性瘢痕组织中更为突出。功能分析表明，Vein2高表达包括COL1A1、THBS1、ACKR1、SERPINE1、F2R在内的促纤维化、促血管生成和细胞外基质重塑相关基因。基因集活性分析显示，Vein2中NF-κB、TGF-β、细胞黏附、糖酵解等多个促炎和促纤维化通路被激活。蛋白质印迹（Western blot）和免疫荧光结果进一步证实，与Vein2相关的蛋白（如COL1A1、THBS1、SERPINE1）在增生性瘢痕组织中表达上调，且其血管被大量表达F2R的细胞所包绕。相比之下，鼻赘组织的血管呈现明显扩张，但缺乏这种致密的包绕结构。这表明内皮细胞异常，特别是促纤维化Vein2亚型的出现，可能在增生性瘢痕的形成中扮演关键角色，而鼻赘中扩张且“渗漏”的血管结构可能有利于其术后无瘢痕愈合。
3.3 Vein1-Vein2转化机制
为探究Vein1向Vein2转化的驱动因素，研究者分析了两个亚型的转录因子和差异表达基因。研究发现，转录因子FOSL1和HIVEP2在Vein2中高度表达。基因本体（GO）分析显示，Vein2在翻译起始、细胞外基质组织等生物学过程中活跃。SCENIC分析揭示了FOSL1和HIVEP2的靶基因网络与Vein2的特征基因紧密关联。伪时间轨迹分析进一步描绘了从Vein1（主要对应鼻赘和健康皮肤）向Vein2（主要对应增生性瘢痕和健康皮肤的终末状态）的转化路径。在此过程中，免疫相关基因HLA-DRB5表达下降，而促纤维化基因COL1A1、SERPINE1和FOSL1的表达则逐渐升高。这提示Vein2表现出更强的免疫抑制和胶原分泌特性，上皮-间质转化（EMT）过程也被激活。
3.4 基质细胞亚型分析
对基质细胞（SMC）的分析鉴定出四个亚型：促血管生成周细胞（SMC_type1，标记基因为ABCC9、KCNJ8）、特异性平滑肌细胞（SMC_type2，标记基因为MYH11、TAGLN）、间充质样成纤维细胞（SMC_type3，标记基因为DCN、LEPR、CXCL12）和成熟成纤维细胞（SMC_type4，标记基因为MDK、POSTN）。功能评分显示，增生性瘢痕组织的基质细胞在血管生成、细胞分化和氧化磷酸化方面的功能最强。免疫荧光显示，在增生性瘢痕中，周细胞（ABCC9+）和平滑肌细胞（MYH11+）大量存在并紧密包裹血管（CD31+），这可能加剧组织缺氧。相反，在鼻赘组织中，血管结构松散，缺乏这些细胞的包绕。蛋白质印迹结果显示，标志成熟成纤维细胞的MDK和POSTN蛋白在增生性瘢痕中高表达，而标志间充质样成纤维细胞的DCN在健康皮肤中表达较高。基质细胞亚型的组成和功能差异可能是导致两种疾病纤维化程度不同的重要原因。
3.5 成纤维细胞亚型差异
聚焦于增生性瘢痕中主要的两种成纤维细胞——SMC_type3和SMC_type4，研究比较了它们的胶原分泌能力。结果显示，SMC_type4的胶原分泌评分和各类胶原（如I型、III型、VI型）的表达水平均显著高于SMC_type3。转录因子分析发现，CREB3L1和TWIST2是SMC_type4中关键的调控因子。差异基因火山图显示，SMC_type4高表达CTHRC1、POSTN、SPARC、FN1等促纤维化基因，而SMC_type3则高表达APOD、SOD2、CXCL2等与抗氧化、炎症调节相关的基因。GO分析证实SMC_type4在胶原纤维和细胞外基质组织方面的功能显著增强。伪时间轨迹分析表明，SMC_type3细胞可以沿特定轨迹分化为促纤维化能力更强的SMC_type4，在此过程中，促纤维化、胶原产生和免疫抑制相关基因的表达逐渐上调。
3.6 增生性瘢痕中的上皮细胞异常
研究者对健康皮肤和增生性瘢痕的角质形成细胞进行了聚类，鉴定出6个亚群，并发现其中具有干细胞/祖细胞特征的type3（标记基因为TP63、KRT14、KRT15、CXCL14）和type4（标记基因为SOX9、KRT17、KRT6B、SEMA3C）在增生性瘢痕中比例增加。令人惊讶的是，增生性瘢痕中的角质形成细胞（特别是type3和type4）异常表达胶原基因（如COL1A1、COL3A1、COL6A1）。通路分析显示，在增生性瘢痕的type3和type4细胞中，细胞外基质受体相互作用、PI3K-Akt等信号通路更为活跃。差异表达基因分析表明，健康皮肤的角质形成细胞高表达与皮肤屏障相关的基因（如LOR、FLG），而增生性瘢痕的角质形成细胞则高表达与胶原沉积、炎症相关的基因（如COL1A2、S100A2）。免疫荧光结果直观显示，在增生性瘢痕组织中，COL1A1、上皮细胞粘附分子（CD326）和角蛋白KRT1呈异常高表达和紊乱分布；干细胞标记物KRT14阳性的细胞层增厚并向内生长。这些发现揭示了角质形成细胞的异常增殖、去分化及获得分泌胶原能力，在增生性瘢痕纤维化进展中的重要作用。
3.7 免疫细胞动态
对免疫细胞的分析将之分为B细胞、肥大细胞（Mast1, Mast2）、单核细胞、NK细胞、浆细胞和T细胞七个亚型。细胞比例显示，鼻赘组织中B细胞、浆细胞、NK细胞和T细胞的浸润程度显著高于增生性瘢痕和健康皮肤。功能评分提示，增生性瘢痕中的T细胞耗竭状态及相关炎症反应更为明显，而鼻赘中的单核细胞在抗原呈递和介导炎症反应方面功能更强。蛋白质印迹和免疫荧光证实，鼻赘组织中T细胞标记物CD3和趋化因子CXCL2的表达水平远高于其他两组，这有助于募集更多免疫细胞。细胞通讯分析（CellPhoneDB）发现，在健康皮肤中，T细胞产生的TGF-β1与其他细胞表达的TGF-βR3之间的交互较强；而在增生性瘢痕中，这种交互强度介于健康皮肤和鼻赘之间。同时，其他细胞表达HLA-E与T细胞表达的抑制性受体KLRC1（编码NKG2A）之间的交互在增生性瘢痕中也更强，提示其T细胞功能可能受到更强的抑制。总体而言，鼻赘表现出更强的免疫激活状态，而增生性瘢痕则呈现相对免疫抑制的微环境。鼻赘中“渗漏”的血管结构可能促进了免疫细胞的浸润，从而对异常增生的细胞产生细胞毒作用，这或许是鼻赘术后能正常愈合的机制之一。
4 讨论与5 结论
本研究通过单细胞测序，从内皮细胞、基质细胞、上皮细胞和免疫细胞四个层面，系统阐释了鼻赘与增生性瘢痕尽管临床表型相似，但细胞微环境存在根本差异，这预先决定了它们在接受手术干预后走向不同的愈合命运。
在增生性瘢痕中，存在一种促纤维化的异常内皮细胞亚型（Vein2），其由转录因子FOSL1/HIVEP2驱动，高表达促凝血和促纤维化分子（如SERPINE1、THBS1）。同时，血管被大量周细胞和平滑肌细胞紧密包裹，加剧组织缺氧，而缺氧又进一步促进血管生成和纤维化。基质细胞则以高分泌胶原的成熟成纤维细胞（SMC_type4）为主，其分化由CREB3L1/TWIST2调控。更关键的是，角质形成细胞发生异常，获得干细胞样特性（表达KRT15、SOX9、KRT17）并开始分泌胶原，呈现无序增殖。而整体的免疫微环境则相对抑制。这些因素共同构成了一个顽固的、自我维持的促纤维化生态位，导致术后易复发。
相反，在鼻赘中，血管以Vein1亚型为主，结构扩张且“渗漏”，缺乏周细胞和平滑肌细胞的包裹。这虽然可能导致组织水肿，但也便于免疫细胞（如T细胞、B细胞）大量浸润，形成活跃的免疫微环境（高表达CXCL2、CD3）。其基质细胞中促纤维化的成熟成纤维细胞比例低，角质形成细胞也未见异常增殖和胶原分泌。这种微环境可能更易于在手术切除病灶后，通过免疫清除等方式恢复正常愈合程序。
综上所述，本研究发现增生性瘢痕和鼻赘在术前即已处于截然不同的细胞“预设”状态。增生性瘢痕的微环境是促纤维化且免疫抑制的，而鼻赘的微环境是免疫活跃且缺乏强纤维化驱动力的。这为理解两种疾病愈合结局的差异提供了全新的细胞图谱依据。针对增生性瘢痕，靶向其异常的内皮细胞（抗凝）、亢进的成纤维细胞或去分化的角质形成细胞，可能成为预防术后复发的新策略。当然，本研究样本量较小，结论仍需更大规模研究和功能实验加以验证。
