RNA 测序揭示人声带成纤维细胞与肌成纤维细胞的转录差异：为声带瘢痕治疗带来新曙光

《BMC Genomics》：RNA-sequencing demonstrates transcriptional differences between human vocal fold fibroblasts and myofibroblasts

为解决对成纤维细胞和肌成纤维细胞在转录水平差异了解不足的问题，研究人员开展了利用声带成纤维细胞为模型，对比正常与受伤成纤维细胞转录谱的研究。结果发现正常与肌成纤维细胞转录组存在差异，tVFF 可作为体外模型。这有助于理解瘢痕形成机制，为治疗提供依据。

　　在人体中，伤口愈合是一个复杂且精妙的过程。当受伤时，成纤维细胞会像接到指令的 “修复小卫士” 一样，迅速迁移到受伤部位并被激活，进而分化为肌成纤维细胞。肌成纤维细胞在伤口愈合中起着关键作用，它能产生更多的细胞外基质（ECM）蛋白，就像建筑工人为修复伤口搭建 “脚手架”，帮助伤口收缩和闭合。然而，事情总有两面性，如果肌成纤维细胞在伤口愈合后还过度存在，就会引发瘢痕或纤维化等问题，就像 “修复小卫士” 变成了 “捣乱分子”，给身体带来诸多不良影响，比如影响皮肤的美观、肝脏和肺部的正常功能，在声带部位还会影响发声。

目前，对于瘢痕的治疗面临着很大挑战，其中一个关键原因是我们对静止的成纤维细胞和被激活的肌成纤维细胞在转录水平上的差异了解得还不够全面。就好像我们只知道它们在伤口愈合过程中扮演不同角色，但却不清楚它们内部的 “基因剧本” 有何不同。因此，为了深入探究这个问题，来自美国威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin - Madison）的研究人员开展了一项重要研究。

他们利用声带成纤维细胞（VFF）作为研究模型，通过对比正常的声带成纤维细胞（cVFF）、瘢痕化的声带成纤维细胞（sVFF）以及用转化生长因子 -β₁（TGF-β₁）处理后的声带成纤维细胞（tVFF，代表诱导瘢痕表型），全面分析了这些细胞的转录组。研究结果发表在《BMC Genomics》上，这一成果意义重大，它让我们更深入地了解了正常成纤维细胞和肌成纤维细胞在转录层面的差异，为后续开发针对瘢痕的治疗方法提供了重要的理论依据。

在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：首先是细胞培养技术，他们获取了不同来源的 VFF 细胞系进行培养；然后采用 RNA 测序（RNAseq）技术，对细胞的转录组进行全面分析；接着运用统计分析和富集分析等生物信息学方法，对测序数据进行深入挖掘，以找出差异表达基因（DE genes）和相关的生物通路。

在研究结果方面：

1. 细胞分化确认：通过免疫荧光染色检测 α - 平滑肌肌动蛋白（αSMA，肌成纤维细胞的标志性蛋白），发现 tVFF 中 αSMA 表达增加，证实其分化为肌成纤维细胞，而 cVFF 中 αSMA 荧光微弱，未分化。
2. 基因表达差异分析：主成分分析（PCA）显示，cVFF 和用 TGF-β₁处理的 tVFF 聚类不同，sVFF 更接近 cVFF。进一步分析不同组之间的差异表达基因发现，cVFF 与 sVFF 相比，有 67 个 DE 基因；cVFF 与 tVFF 相比，有 4772 个 DE 基因；sVFF 与 tVFF 相比，有 4876 个 DE 基因。
3. 富集分析结果：对这些差异表达基因进行富集分析发现，cVFF 中上调基因与细胞黏附相关；sVFF 中上调基因涉及信号受体调节活性、受体配体活性等；tVFF 中上调基因则与胶原蛋白结合、整合素结合、生长因子活性等密切相关。而且，sVFF 和 tVFF 都在肌动蛋白结合通路中表现出富集，这表明两者都发生了肌成纤维细胞分化。

在研究结论和讨论部分，该研究表明正常 VFF 的转录组与肌成纤维细胞（包括瘢痕来源的和 TGF-β₁诱导的）存在明显差异。tVFF 虽然与 sVFF 在转录组上有很大不同，但可以作为体外研究肌成纤维细胞的有效模型，它与从瘢痕病理中提取的肌成纤维细胞有相似之处，同时也与健康声带的正常成纤维细胞存在预期差异。这一研究成果为我们理解瘢痕形成的分子机制提供了重要线索，也为未来开发针对声带瘢痕以及其他组织瘢痕的治疗方法指明了方向。不过，该研究也存在一定局限性，比如仅在体外对 VFF 进行研究，体内成纤维细胞的基因表达可能会因与其他细胞的相互作用和全身影响而有所不同。但无论如何，这项研究为瘢痕研究领域开启了新的大门，让我们朝着攻克瘢痕难题又迈进了一步。