正颌外科团队连续发表成纤维细胞迁移体促进皮肤创面愈合研究成果
自2025年2月以来,国际细胞外囊泡协会官方期刊Journal of extracellular vesicles,International Journal of Biological Macromolecules,Journal of nanobiotechnology接连发表我院正颌外科团队有关成纤维细胞来源迁移体促进皮肤创面愈合和延缓皮肤衰老的研究成果。
迁移体是2015年发现的依赖于细胞迁移产生的新型细胞器。细胞在迁移过程中,粘附分子整合素介导的强粘附抵抗吸收,形成回缩纤维。随着回缩纤维的延长,膜张力增强,四次跨膜蛋白(Tetraspanin 4)调控回缩纤维上膜性囊泡(迁移体)的形成。最新的文献表明,迁移体可以调控胚胎发育、血管形成和肿瘤转移等生理和病理过程。我院正颌与唇腭裂整形外科撒国良副教授致力于细胞粘附和迁移的转换研究,自2021年起对迁移体这种依赖于细胞粘附和迁移的新型细胞器产生了浓烈的研究兴趣。
在上述兴趣的引导下,该团队通过聚焦离子束扫描电镜(Fib-SEM)和超高分辨率荧光显微镜等先进技术证实皮肤及口腔黏膜乳头层的成纤维细胞能够在体内产生迁移体。经过体外扩增和密度梯度离心,成功提取人口腔黏膜成纤维细胞来源迁移体。活细胞成像证实人口腔黏膜成纤维细胞来源迁移体可被角质形成细胞和成纤维细胞摄取,并促进其增殖和迁移。借助创伤愈合模型,证实创伤愈合过程中成纤维细胞迁移体形成增多,而外源性注射成纤维细胞迁移体显著加快创面愈合的速度。进一步通过单细胞测序分析这一过程潜在的分子机制,结合实验验证,提示迁移体可能通过携带CXCL12加速创面愈合。通过ShRNA敲低成纤维细胞CXCL12、并提取其迁移体,发现CXCL12敲低的迁移体在促进细胞增殖和迁移的能力显著下降,但仍高于未加外源性成纤维细胞迁移体的对照组,提示成纤维细胞迁移体主要、但不唯一通过传递CXCL12发挥作用。相关研究成果发表于Journal of extracellular vesicles(Zhou HY, et al., 2025)。
图1. 成纤维细胞迁移体的鉴定及其通过携带CXCL12促进皮肤创面愈合
在本研究中,团队发现成纤维细胞迁移体面临提取成本高、活性保存条件苛刻、体内实验耗竭快等问题。针对体内实验耗竭快的问题,本团队通过与郑州大学力学与安全工程学院郭钟伟教授团队合作,基于甲基丙烯酸化水凝胶(GelMA)制备了一种能够缓释成纤维细胞来源迁移体的水凝胶(OHG@Mig)。冷冻电镜证实 OHG@Mig表面均匀分布成纤维细胞迁移体,体外实验证实OHG@Mig可以均匀、长效释放迁移体、并促进细胞增殖和迁移,大鼠皮肤创伤愈合模型证实OHG@Mig显著提升皮肤创面愈合的能力。相关研究成果发表于International Journal of Biological Macromolecules(Zhou HY, et al., 2025)。
图2. 通过构建水凝胶缓释成纤维细胞迁移体可放大其创面愈合的促进作用。
在开展上述研究的同时,研究团队还发现衰老皮肤的成纤维细胞迁移体形成能力显著下调,据此推测年轻成纤维细胞的迁移体或许可以缓解上皮细胞衰老并促进衰老皮肤的愈合能力。借助GEO数据库中单细胞数据分析发现,皮肤衰老过程中,成纤维细胞在所有已鉴定的皮肤细胞类型中具有最高水平的转录变异性;此外,随着衰老过程中,迁移体形成能力下降。体外实验发现年轻成纤维细胞能分泌更多的迁移体,而衰老成纤维细胞的迁移体生成能力显著降低;年轻成纤维细胞来源的迁移体能够减少角质形成细胞的衰老标志物(p16、p21)表达,增强其增殖能力。 动物实验表明,向老龄小鼠伤口注射年轻成纤维细胞迁移体,可显著加速伤口愈合,提高表皮再生能力。相关研究成果发表于Journal of nanobiotechnology(TuHL, et al., 2025)。
图3.年轻成纤维细胞迁移体缓解上皮细胞衰老并加速衰老的皮肤愈合。
除迁移体调控颌面软组织稳态外,本团队发现还发现巨噬细胞来源迁移体抑制颞下颌关节炎(TMJ-OA),并就其作用机制进行了深入研究。
未来,研究团队的工作将围绕如何借助医工交叉更好地保存迁移体的活性等科学问题展开一系列科学研究,为颌面软硬组织缺损的修复提供新的策略。
作者:正颌与唇腭裂整形外科岳佳琪
供图:正颌与唇腭裂整形外科
编辑:李贤