文章导读
皮脂腺异常与痤疮、特应性皮炎、干眼症等多种疾病密切相关，但因其难以富集、缺乏特异性工具小鼠，体内细胞生物学特性与干细胞谱系长期研究受限。武汉大学张竹珍、张丽华团队建立皮脂腺分离富集方法，鉴定候选标志基因并构建体内特异性靶向工具小鼠，利用遗传谱系示踪和单细胞测序揭示皮脂腺细胞亚型、分化轨迹及更新速率。研究发现皮脂腺与毛囊细胞同源，KRT15+细胞可贡献于不同类型皮脂腺及毛囊细胞，KRT79+中间态细胞既能分化为成熟皮脂腺细胞，也能去分化归巢为干细胞。这些发现对皮脂腺相关疾病的干预治疗意味着什么？
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（通讯员笙科）近日，国际期刊《美国科学院院报》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）发表了武汉大学生命科学学院、复杂生命体代谢与调控全国重点实验室、泰康生命医学中心教授张竹珍团队与武汉大学计算机学院、人工智能学院教授张丽华团队合作的最新研究成果。论文题为“Lineage and renewal dynamics of sebaceous glands govern skin barrier integrity in mice”。生命科学学院硕士研究生郭析宸为第一作者，张竹珍和张丽华为共同通讯作者，生命科学学院为第一署名单位。
皮脂腺是人体内存在的多腺泡型腺体。人体内的皮脂腺包括皮肤中的毛囊相关皮脂腺，以及毛囊不相关的皮脂腺，例如睑板腺、包皮腺、耳道任氏腺等。皮脂腺的经典功能是通过全浆分泌产生皮脂，从而对相关器官起到润滑与保护作用。皮脂腺异常与多种临床疾病密切相关，如痤疮、特应性皮炎、皮肤干燥相关瘙痒症及干眼症等。然而，由于皮脂腺难于富集，且缺乏特异性靶向皮脂腺的工具小鼠，目前皮脂腺研究主要依赖于永生化的皮脂腺细胞系（但体外不能完全分化），皮脂腺的体内细胞生物学特性及其干细胞谱系仍然知之甚少。
研究主要发现的机制示意图
该研究建立了小鼠皮脂腺的分离和富集方法，通过转录组测序和后续筛选鉴定了皮脂腺的候选标志基因，并构建了可以在体内特异性靶向皮脂腺的工具小鼠。研究进一步利用遗传谱系示踪和单细胞测序技术揭示了皮脂腺细胞的亚型、分化轨迹，以及不同类型皮脂腺在稳态环境下的更新速率以及对环境和饮食因素的响应。研究发现皮脂腺和毛囊细胞同源，KRT15+细胞可完全贡献到不同类型的皮脂腺以及毛囊细胞，且毛发生长期增殖的KRT79+细胞是祖干细胞-皮脂腺中间态细胞。该中间态细胞既可以分化为各类成熟皮脂腺细胞，也可以去分化、归巢为干细胞，归巢的干细胞不再表达KRT79，可重新分化为各类皮脂腺细胞和毛囊干细胞。皮脂腺作为全分泌器官，其增殖中间态的去分化特性对于干细胞库的维持具有重要意义。之前Elaine Fuchs研究组的工作发现毛囊干细胞中间态细胞具有归巢特性,Mayumi Ito研究组的工作发现皮肤中黑色素干细胞也具有中间态，具有去分化特性，这些研究都提示皮肤干细胞具有重要的调控及应用价值。另外，由于皮脂细胞和脂肪细胞都富含脂质，该研究在体内证实皮脂腺的分化与脂肪细胞分化极为相似，依赖于转录因子Pparg。
该研究构建的特异靶向皮脂腺的工具小鼠，为后续体内研究皮脂腺特性及功能奠定了基础。揭示的皮脂腺对环境温度、饮食、以及表皮涂抹Pparg激动剂的响应，以及干细胞中间态的去分化和再分化特性，对皮脂腺相关疾病的干预和治疗具有重要理论和临床应用价值。
研究工作得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项基金青年交叉培育项目、泰康生命医学中心基金、复杂生命体代谢与调控全国重点实验室以及武汉大学启动基金的支持。
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