科学:揭示控制皮肤成纤维细胞的鞘磷脂的异质性

来源：100医疗网原创2022-04-16 17:41

外界信号(如激素、细胞因子和生长因子)和细胞的独立特性(如单个细胞的转录和代谢状态)共同决定细胞的命运。尽管在几十年的深入研究中已经广泛详细地描述了外部信号的作用模式，但是细胞自主性决定细胞命运的分子

外界信号(如激素、细胞因子和生长因子)和细胞的独立特性(如单个细胞的转录和代谢状态)共同决定细胞的命运。尽管在几十年的深入研究中，外界信号的作用模式已经被广泛详细地描述，但决定细胞命运的细胞自主性的分子基础一直难以捉摸。脂类是所有生物的基本成分。它们参与能量代谢，负责生物膜的组装，充当信号分子，并与蛋白质相互作用以影响其功能和细胞内分布。真核生物产生数千种不同的脂质，每种脂质都具有特殊的结构特征，并有助于特定的生物功能。随着脂质组学的发展，科学家现在可以了解细胞脂质组成的复杂性，并开始了解脂质组学的动态变化。脂质组随细胞类型而变化，并在分化事件中经历重编程。然而，脂质组学重塑是否以及如何帮助细胞特性的改变仍然是未知的。

人皮肤成纤维细胞是我们皮肤的细胞成分。由于其细胞特性的动态变化，它们在细胞间表现出表型异质性。因此，真皮成纤维细胞可以采取不同的细胞特化，负责伤口修复、纤维化或细胞外基质重塑。不同表型的成纤维细胞脂质代谢是否不同，脂质成分是否参与成纤维细胞亚型的建立，目前尚不清楚。

在一项新的研究中，来自瑞士洛桑联邦理工学院和意大利国家研究委员会等研究机构的研究人员研究了数百种真皮成纤维细胞的整体脂质组成和表型状态，以找出脂质在决定真皮成纤维细胞的细胞身份方面的可能作用。相关研究成果发表在2022年4月15日的《科学》杂志上，论文标题为鞘脂控制真皮成纤维细胞异质性。

这些作者将高分辨率质谱成像与单细胞mRNA测序相结合，解决了单一真皮成纤维细胞的脂质组和转录组。他们发现真皮成纤维细胞具有多种脂质组成状态，这与体外转录亚群和体内驻留在不同皮肤层的成纤维细胞一致。他们分离出解释这种相关性的代谢途径，发现鞘脂是不同脂质组成状态的主要标志，他们称之为脂质类型。他们还发现，脂质类型的异质性通过使相同细胞对胞外刺激的反应多样化来影响细胞身份，操纵鞘磷脂的组成足以将细胞重新编程为不同的表型状态。他们还发现，脂质组成和信号通路在一个自我维持的回路中相连，这解释了成纤维细胞在代谢和转录方面的异质性。具体来说，他们观察到鞘磷脂调节成纤维细胞生长因子2(FGF2)的信号转导，其中globo系列鞘脂作为正调节因子，神经节系列鞘糖脂作为负调节因子。另一方面，FGF2信号通过维持替代代谢途径来抵消神经节苷脂的产生，从而导致球形鞘磷脂的产生。

鞘氨醇控制真皮成纤维细胞的异质性。图片来自Science，2022，doi :10.1126/Science . abh 1623。

综上所述，通过研究单个细胞的脂质组成，这些作者发现脂质在决定细胞的状态中起着驱动作用。他们确实在单个细胞中发现了脂质组和转录组之间意想不到的关系。事实上，这些结果表明，获得特定的脂质类型会影响信号受体的活性，并促进替代转录状态。因此，脂质群重塑可以作为细胞身份建立的早期驱动因素。跟踪单个细胞的脂质代谢轨迹可能有助于他们理解细胞命运决定的关键机制。因此，这项研究激发了关于脂质在细胞命运决定中的作用的新问题，并为多细胞系统的自组装增加了新的调节成分。(100yiyao.com)

参考资料：

劳拉卡波卢波等人。科学，2022，doi :10.1126/science . abh 1623。

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