FOXO4-DRI：瘢痕疙瘩治疗的新希望 —— 靶向衰老微环境的突破
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时间：2025年02月26日
来源：Communications Biology 5.2
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为解决瘢痕疙瘩关键病理机制不明及治疗效果不佳的问题，中国医学科学院整形外科医院的研究人员开展瘢痕疙瘩细胞衰老相关研究，发现 p53-pS15 和 p16 上调维持瘢痕疙瘩成纤维细胞衰老微环境，FOXO4-DRI 可诱导衰老细胞凋亡，为瘢痕疙瘩治疗提供新方向。
瘢痕疙瘩，这个看似不起眼却十分恼人的皮肤问题，常常给患者带来无尽的困扰。它是一种病理性瘢痕，在伤口愈合过程中 “失控生长”，像肿瘤一样突破原有伤口边界，肆意扩张，而且复发率极高。目前，瘢痕疙瘩的治疗手段十分有限，效果也差强人意，主要原因就是其关键的病理生理机制还未完全明确。当下，人们把瘢痕疙瘩看作是一种带有癌症倾向的慢性炎症疾病，众多细胞因子和炎症因子都参与到它的形成过程中，成纤维细胞的凋亡抵抗、肿瘤样干细胞以及基因功能异常等因素也在其中 “作祟”，共同推动着瘢痕疙瘩的发展和复发。在这复杂的发病机制中，p53 作为一个重要的肿瘤抑制因子，在调节细胞凋亡方面起着关键作用，自然成为了治疗瘢痕疙瘩的重要靶点。
在这样的背景下，中国医学科学院整形外科医院的研究人员挺身而出，决心揭开瘢痕疙瘩发病机制的神秘面纱，寻找更有效的治疗方法。他们开展了一系列深入的研究，最终取得了令人瞩目的成果。相关研究成果发表在Nature Communications上，为瘢痕疙瘩的治疗开辟了新的方向。
为了深入探究瘢痕疙瘩的奥秘，研究人员运用了多种先进的技术方法。在细胞层面，他们借助单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术，对瘢痕疙瘩和正常皮肤中的细胞进行细致分析，精确地识别出不同的细胞亚群及其基因表达特征。在蛋白质层面，通过磷酸特异性蛋白质微阵列和蛋白质免疫印迹（Western blotting）技术，检测相关蛋白的磷酸化水平和表达量，从而揭示信号通路的变化。同时，研究人员构建了血清限制诱导的衰老成纤维细胞模型和器官培养模型，以此来模拟体内环境，观察 FOXO4-DRI 对瘢痕疙瘩细胞的作用。
研究人员首先对瘢痕疙瘩细胞的异质性展开分析。利用 scRNA-seq 技术，他们对 34,043 个细胞进行无监督聚类，成功发现了 28 个细胞簇，其中 0 和 9 号簇呈现出明显的成纤维细胞特征。进一步对成纤维细胞进行二次聚类，又鉴定出四个亚群。研究发现，瘢痕疙瘩中间充质和促炎亚群的比例相较于正常皮肤有所增加。而且，瘢痕疙瘩的间充质成纤维细胞中衰老和炎症相关基因（如 p16、SFRP4、IGF1 和 IL1R1）的表达水平上升；促炎成纤维细胞中 CCND2、IL-6、CXCL3 和 IL1R1 等基因的表达也有所增加。这表明间充质样祖细胞和促炎成纤维细胞参与了瘢痕疙瘩的衰老过程，很可能在瘢痕疙瘩的侵袭和复发中扮演着重要角色。
随后，研究人员又对衰老成纤维细胞的比例差异进行研究。他们依据衰老相关标记基因，对 4453 个成纤维细胞进行无监督聚类分析，结果显示瘢痕疙瘩成纤维细胞中衰老相关标记阳性细胞的比例高达 59.5%，远高于正常皮肤成纤维细胞的 36.5%。在检测细胞衰老时，他们发现瘢痕疙瘩病变部位的 SA-β-gal 阳性染色细胞更多，免疫组化染色显示瘢痕疙瘩中 p16 的表达更高，蛋白质免疫印迹分析也证实了瘢痕疙瘩病变和细胞中 p16 蛋白水平显著增加，而 p53 和 p21 的表达与正常皮肤相比无明显差异，这一系列结果表明瘢痕疙瘩中有更多细胞呈现出衰老表型。
接着，研究人员开始探究 p53-pS15 在瘢痕疙瘩中的作用。通过磷酸特异性蛋白质微阵列检测，他们发现瘢痕疙瘩成纤维细胞中 24 种磷酸蛋白上调，52 种下调，其中约 15%、18% 和 20% 的差异表达磷酸蛋白分别参与 p53、细胞周期和凋亡通路，p53-pS15 在瘢痕疙瘩成纤维细胞中表达上调。蛋白质免疫印迹分析进一步证实瘢痕疙瘩成纤维细胞核中 p53-pS15 的蛋白表达显著高于正常皮肤成纤维细胞，免疫组化染色和蛋白质免疫印迹结果还显示瘢痕疙瘩中 p53-pS15 的表达明显增加，这意味着瘢痕疙瘩中有更多细胞经历了促衰老调节。
在研究 FOXO4-DRI 对衰老细胞的影响时，研究人员构建了血清限制诱导的衰老成纤维细胞模型。在这个模型中，瘢痕疙瘩成纤维细胞的 SA-β-gal 阳性细胞更多，处于 G0/G1 期的细胞比例更高。加入 FOXO4-DRI 后，SA-β-gal 阳性细胞减少，G0/G1 期的瘢痕疙瘩和正常皮肤成纤维细胞比例下降，凋亡细胞比例上升。在非衰老对照成纤维细胞模型中，FOXO4-DRI 则没有这些效果。此外，在瘢痕疙瘩组织的器官培养模型中，加入 FOXO4-DRI 后，TUNEL 染色显示凋亡细胞数量也发生了相应变化，这表明 FOXO4-DRI 能选择性诱导衰老瘢痕疙瘩细胞凋亡，且对瘢痕疙瘩和正常皮肤成纤维细胞的清除效率相似。
最后，研究人员探究了 FOXO4-DRI 对 p53-pS15 和 FOXO4 定位的影响。通过双重免疫荧光染色发现，在血清限制诱导的衰老成纤维细胞模型中，瘢痕疙瘩成纤维细胞比正常皮肤成纤维细胞更早经历促衰老调节，p53-pS15 和 FOXO4 在细胞核中的定位更明显。而 FOXO4-DRI 处理后，它们从细胞核转移到细胞质。蛋白质免疫印迹分析表明，FOXO4-DRI 处理前后，相关蛋白的表达没有显著差异，说明其凋亡作用可能与蛋白定位有关，而非表达水平。
综合这些研究结果，研究人员发现瘢痕疙瘩中存在持续的促衰老微环境，促使细胞周期停滞和抗凋亡，瘢痕疙瘩成纤维细胞在缺血刺激下更容易衰老。而 FOXO4-DRI 可以通过促进 p53-pS15 从细胞核转移到细胞质，选择性诱导衰老瘢痕疙瘩成纤维细胞凋亡。这一发现意义重大，为瘢痕疙瘩的治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略，有望通过减轻炎症微环境来预防瘢痕疙瘩的侵袭和复发，给众多瘢痕疙瘩患者带来了新的希望。未来，随着研究的进一步深入，或许在不久的将来，瘢痕疙瘩将不再是困扰患者的难题，更多有效的治疗手段将应运而生，为患者的健康和生活质量带来显著改善。
