硬皮病是一种影响皮肤和身体其他器官的自身免疫性疾病。硬皮病的主要表现是皮肤增厚和收紧,以及身体许多部位的炎症和疤痕,导致肺部、肾脏、心脏、肠道系统和其他部位出现问题。尽管根本原因尚不清楚,但有前景的研究正在揭示免疫系统与硬皮病之间的关系。魏茨曼科学研究所的研究人员进行的一项新研究表明,长期以来被视为背景参与者的成纤维细胞可能在硬皮病中发挥着关键作用。这些发现可能为未来治疗这种不治之症的疗法铺平道路。
这项新研究发表在《细胞》杂志上,题为“表达LGR5的皮肤成纤维细胞定义了硬皮病中受干扰的主要细胞中枢”,该研究由魏茨曼科学研究所教授IdoAmit博士领导。
除了在生长和伤口愈合中发挥作用外,成纤维细胞还被认为是将细胞固定在适当位置的“支架”。
研究人员写道:“系统性硬化症(硬皮病,SSc)是一种无法治愈的自身免疫性疾病,发病率和死亡率很高。”“在这里,我们对56名健康对照者和97名处于疾病不同阶段的SSc患者的皮肤和血液样本进行了群体规模的单细胞基因组分析。”
“硬皮病是最令人沮丧的疾病之一,我们可以减轻患者的一些症状,但通常我们无法显着影响疾病的病因、阻止其进展或逆转其病程,”医学博士ChamutalGur解释道。哈达萨大学医学中心风湿病科的高级医生,他在魏茨曼免疫学系的阿米特实验室领导了这项新研究。
单细胞RNA测序揭示了每个细胞的独特身份。研究人员收集了近100名硬皮病患者和50多名作为对照组的健康志愿者的皮肤样本,这是有史以来规模最大的此类研究,旨在探索这种疾病。
研究人员成功地鉴定出了一个成纤维细胞亚群,其浓度在硬皮病的早期阶段急剧下降。他们将这些细胞命名为硬皮病相关成纤维细胞,或ScAF(也是“支架”的缩写)。在健康对照中,ScAF占所有成纤维细胞的近30%,而在硬皮病患者中,这一比例急剧下降,并随着疾病的进展而继续直线下降。
研究人员绘制了皮肤组织深处ScAF的位置,并利用这些细胞的RNA来确定是什么将功能性ScAF转变为硬皮病患者常见的功能障碍细胞。他们还确定了与特定类型的器官损伤相关的生物标记;这些标记物可以帮助医生进行个性化治疗,以防止危及生命的并发症。该研究还揭示了ScAF相关信号通路,可以作为未来硬皮病治疗的目标。
阿米特说:“成纤维细胞的一个关键子集的大小减少似乎是硬皮病病程中的一个早期事件。”“也许可以设计出一种疗法来弥补这种损失,从而减缓疾病的进展。”
“我们的方法与其他疾病相关,”阿米特实验室的博士后王双银博士补充道,他领导了这项研究使用人工智能工具的数据分析。“它揭示了涉及先进单细胞技术的细致组织分析在揭示疾病动态方面的巨大潜力。”
“将最新的单细胞基因组研究技术与临床数据相结合,可以为目前起源不明的疾病提供新的线索,”阿米特补充道。
研究人员总结道:“我们的硬皮病皮肤谱的高分辨率图谱将使对SSc疾病的理解发生范式转变,并促进生物标志物和治疗策略的开发。”