Nature,|,突破!北京生命科学研究所陈婷发现白癜风的潜在发病机制,为更好的治疗奠定基础

皮肤作为物理屏障和免疫界面,保护身体免受外部环境的影响。免疫细胞的异常激活可诱发常见的皮肤自身免疫性疾病,例如白癜风,其特征通常是身体某些解剖区域的双侧对称病变。了解是什么在器官水平上协调皮肤免疫细胞的活动对于治疗自身免疫性疾病是必要的。白癜风影响全球0.5%至2%的人口。

来源:iNature(ID:Plant_ihuman)

皮肤作为物理屏障和免疫界面,保护身体免受外部环境的影响。免疫细胞的异常激活可诱发常见的皮肤自身免疫性疾病,例如白癜风,其特征通常是身体某些解剖区域的双侧对称病变。了解是什么在器官水平上协调皮肤免疫细胞的活动对于治疗自身免疫性疾病是必要的。

2021年12月15日,北京生命科学研究所陈婷及北京医院常建民共同通讯在Nature在线发表题为“Anatomically distinct fibroblast subsets determine skin autoimmune patterns”的研究论文,该研究通过单细胞转录组测序、小鼠模型和一系列遗传学实验方法,揭示了皮肤成纤维细胞在白癜风疾病中的重要作用:成纤维细胞是唯一必需的能招募和激活自体活性CD8+ T细胞的皮肤细胞;不同部位成纤维细胞对IFN-γ的响应能力决定其招募CD8+ T细胞的能力,并决定白癜风的发病位置偏好。

另外,2021年10月7日,北京生命科学研究所/清华大学陈婷团队在Cell StemCell在线发表题为“Hair shaft miniaturization causes stem cell depletion through mechanosensory signals mediated by a Piezo1-calcium-TNF-α axis”的研究论文,该研究表明毛干损失或直径减小会缩小物理生态位尺寸,从而导致 HFSC 的机械压缩及其凋亡损失。从机制上讲,细胞压缩会激活机械敏感通道 Piezo1,从而触发钙内流。衰老和遗传性少毛症期间持续的毛干小型化通过 Piezo1 诱导持续的异位细胞凋亡导致长期 HFSC 丢失。该研究结果确定了惰性毛干结构作为控制 HFSC 存活的功能性生态位组件的非常规作用,并揭示了调节体内物理-生态位-萎缩诱导的干细胞耗竭的机械感觉轴(点击阅读)。

白癜风是一种获得性多基因自身免疫性疾病。其定义特征是皮肤脱色,由于自身反应性 CD8+ T 细胞的活动,受影响的皮肤无法自发恢复,这会导致表皮黑色素细胞的损失。白癜风影响全球 0.5% 至 2% 的人口。超过 80% 的白癜风患者在身体中心轴上有双侧对称的脱色模式,被归类为非节段性白癜风。

先前使用白癜风小鼠模型的研究表明,IFNγ 对于 T 细胞诱导的皮肤色素脱失很重要。尽管各种研究已经提出了潜在的机制,但介导该功能的 IFNγ 反应细胞的身份在很大程度上是未知的。关于白癜风病理学中观察到的双侧对称模式背后的原因的假设包括微生物群分布的区域差异;黑素细胞中抗原表达的模式;以及神经末梢释放的神经肽的不同分布。尽管有这些研究,但协调白癜风患者皮肤中免疫细胞模式活动的细胞和分子机制仍然难以捉摸。

该研究通过使用基于内源性自身反应性 CD8+ T 细胞激活的白癜风小鼠模型,确定了负责驱动模式化自身免疫活动的真皮成纤维细胞亚群,该模型针对表皮黑素细胞。结合对白癜风患者皮肤样本的单细胞分析、细胞类型特异性基因敲除和移植实验,该研究发现在受白癜风影响的皮肤中的多种干扰素-γ(IFNγ)反应性细胞类型中,真皮成纤维细胞是通过分泌的趋化因子募集和激活 CD8+ 细胞毒性 T 细胞所必需的。

成纤维细胞通过CXCL9/10调控杀伤性CD8+ T细胞的招募

解剖学上不同的人真皮成纤维细胞在响应 IFNγ 的趋化因子表达方面表现出内在差异。在白癜风小鼠模型中,区域性 IFNγ 抗性成纤维细胞决定了皮肤脱色的自身免疫模式。该研究确定了具有允许或抑制性 IFNγ 反应的解剖学上不同的成纤维细胞是白癜风身体水平病变模式的关键决定因素,并强调间充质亚群是治疗自身免疫性疾病的治疗靶点。

综上所述,该研究首次发现成纤维细胞对皮肤自身免疫病的发生至关重要;同时对自身免疫疾病发生的调控存在区域差异性,不同部位的成纤维细胞因响应IFN-γ的程度不同,而导致了对T细胞招募能力的不同。成纤维细胞不仅仅存在于皮肤中,几乎所有的器官都有成纤维细胞的存在,该研究亦为其他器官自身免疫病的发生机制有所借鉴。

北京生命科学研究所陈婷研究员和北京医院常建民教授为该论文的共同通讯作者。北京生命科学研究所的徐子健和陈道明为共同第一作者。该论文的其他作者还包括首都师范大学的胡煜成副研究员,北京生命科学研究所的姜开菊、黄焕伟、杜营雪、吴文波、隋建华研究员,北京大学第三医院的王文慧医生、张龙医生,西京医院的李舒丽医生、李春英教授,中国医学科学院皮肤病研究所杨勇教授。

参考消息:

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04221-8

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