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急性炎症驱动角膜病理性再生:单细胞多组学揭示角膜损伤修复新机制

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摘要

本研究利用单细胞RNA测序与ATAC测序,系统解析脂多糖诱导的角膜急性炎症过程中16类细胞的转录与表观遗传动态变化,发现炎症抑制角膜缘干细胞分化,并重塑细胞间通讯网络,为角膜病理性再生提供全新机制认知。

信息来源: Investigative ophthalmology & visual science 发布于 2026年3月2日

要点速览

  • 急性炎症显著改变角膜多种细胞类型的基因表达谱与染色质开放状态,呈现高度细胞类型特异性的调控特征
  • 炎症抑制角膜缘干细胞/前体细胞向终末上皮细胞的正常分化,是导致角膜病理性再生的核心机制之一
  • 中性粒细胞、MHC-II⁻与MHC-II⁺巨噬细胞、T细胞及NK细胞构成五大主导浸润免疫亚群,并通过分泌因子网络广泛参与角膜微环境重编程

本站解读

本项研究是由中山大学中山眼科中心眼科学国家重点实验室、广东省眼科学与视觉科学重点实验室、广东省眼部疾病临床研究中心(广州)的Han Zhuo、Guo Huizhen、Wang Bofeng等人,以及蚌埠医学院 interdisciplinary Eye Research Institute(EYE-X Institute)、第一附属医院眼科及安徽省慢性病免疫学重点实验室的Zhu Yongxu、Zhao Xin、Chen Jialin、Li Mingsen等学者合作,在国际权威期刊发表的重要成果。该工作首次在时间维度上构建了炎症状态下角膜组织的单细胞转录组与染色质可及性图谱,不仅精准鉴定出中性粒细胞、MHC-II⁺/⁻巨噬细胞等五类关键浸润免疫细胞亚群,更深入揭示了不同细胞类型特异的基因调控元件、顺式调控染色质互作及核心转录因子驱动的炎症程序。尤为关键的是,研究明确指出急性炎症通过干扰limbal stem/progenitor cell的正常分化轨迹,促成角膜上皮异常再生,这为临床上难治性角膜炎、瘢痕化及新生血管化等病理结局提供了源头性解释。同时,CellChat分析所挖掘的分泌型细胞互作信号网络,为靶向干预角膜微环境、调控再生质量提供了极具转化潜力的新靶点。

常见问题

这项研究对临床角膜炎或角膜瘢痕患者的治疗有何潜在指导意义?

研究识别出多个炎症驱动的关键转录因子(如STAT1、IRF1、NF-κB家族成员)及下游分泌信号(如CXCL12、TGFB1、IL1B),提示靶向调控这些分子节点可能阻断病理性再生进程,为开发抗纤维化、促有序再上皮化的新型生物疗法提供理论依据和候选靶标。

为何采用单细胞多组学(scRNA-seq + scATAC-seq)联合策略?相比传统 bulk 测序有何不可替代优势?

角膜组织由高度异质的多种细胞共存,bulk测序仅能反映群体平均信号,无法解析特定细胞亚群(如罕见的炎症激活型角膜细胞或过渡态前体细胞)在炎症中的独特响应。本研究通过双组学联用,同步捕获同一细胞的基因表达与染色质调控状态,首次实现从‘基因是否表达’到‘为何如此表达’的因果推断,精准锚定驱动病理性再生的顺式调控元件与转录因子,这是bulk方法完全无法实现的机制深度。

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