遺傳發育所揭示脊髓損傷纖維瘢痕細胞的起源

脊髓損傷導致病變部位產生纖維瘢痕，被認為是神經再生的障礙。關于纖維化瘢痕的來源是領域內長久爭論的問題。一般認為，在非穿透性脊髓損傷中，纖維瘢痕細胞主要來源于血管周圍成纖維細胞；而在穿透性脊髓損傷中，瘢痕主要來源于脊膜成纖維細胞。有研究認為，在穿透性和非穿透性脊髓損傷中，纖維瘢痕細胞主要源于周細胞。亦有研究發現，完全消融纖維瘢痕不利于損傷的修復，而部分減少纖維瘢痕會促進脊髓損傷恢復，提示脊髓損傷后纖維瘢痕細胞功能存在異質性。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所戴建武團隊將單細胞測序和譜系示蹤相結合，分析脊髓損傷纖維瘢痕的細胞組成、分布、來源和功能。該團隊利用單細胞測序對細胞進行分析，確定了周細胞/血管平滑肌細胞、血管成纖維細胞、脊膜成纖維細胞特異表達的基因。進而，該團隊利用譜系示蹤與單細胞測序結果聯合分析發現，無論穿透性還是非穿透性脊髓損傷，周細胞/平滑肌細胞均不是纖維性瘢痕的主要來源，而脊膜成纖維和血管周圍成纖維細胞則是瘢痕的主要來源；脊髓損傷后，來源于蛛網膜和硬膜的成纖維細胞主要分布在脊髓損傷中心，而血管周圍成纖維和軟膜成纖維細胞主要分布在損傷兩端；脊膜來源的成纖維激活后表達高水平的膽固醇合成以及I型膠原和纖連蛋白等外基質基因，而血管周圍成纖維細胞和軟膜成纖維細胞高表達IV型膠原和層粘連蛋白等外基質基因，并參與脂質轉運和血管生成。

上述研究解析了脊髓損傷纖維瘢痕的細胞組成和來源異質性，回答了領域內長期爭論的科學問題，并進一步闡明了不同來源纖維性瘢痕的分布和功能的差異，為針對不同纖維瘢痕特征進行特異性調控奠定了理論基礎。

相關研究成果以Heterogeneous fibroblasts contribute to fibrotic scar formation after spinal cord injury in mice and monkeys為題，發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金重點項目等的支持。

脊髓損傷后纖維瘢痕異質特征示意圖。A為正常脊髓，B為損傷后脊髓。