在再生医学领域口腔粘膜能够实现无痕修复而面部皮肤却极易留下瘢痕这一直是困扰科研界的难题。近期发表于《Science Translational Medicine》的重磅研究Growth arrest specific–6 and angiotoxin receptor–like signaling drive oral regenerative wound repair通过空间单细胞蛋白组学PCF/CODEX等前沿技术成功解码了这一差异背后的生物学机制为开发新型抗纤维化疗法提供了核心技术支撑。1. 皮肤再生研究为何迫切需要空间组学皮肤再生研究之所以迫切需要空间组学是因为皮肤修复是一个高度动态且受空间拓扑结构严格调控的过程。传统的单细胞转录组scRNA-seq虽能识别异质性细胞亚群但必须将组织解离成悬浮细胞从而彻底丢失了细胞在伤口床中的物理位置信息而皮肤的修复还是瘢痕化取决于细胞与其周围微环境如上皮细胞、血管、细胞外基质的实时互作该研究对比了高度再生的口腔粘膜与易生瘢痕的面部皮肤这种解剖部位驱动的差异本质上是空间微环境差异的体现。2.PCF(CODEX)在本研究中解决了哪些核心科学问题在本研究中PCF(CODEX)将研究从“基因推测”提升到了“原位真理”的高度原位验证单细胞亚群的真实性 scRNA-seq 定义了 9 种成纤维细胞簇但它们是否真实存在于伤口特定区域研究者利用PCF(CODEX)在蛋白水平识别出 20 个细胞集群并成功将PCF(CODEX)定义的成纤维细胞集群与 scRNA-seq 亚群进行锚定。例如PCF(CODEX)证实了具有高表达AXL蛋白的Fibroblast 4集群在口腔再生伤口中显著富集。定量分析细胞间的“邻近互作图谱” 这是PCF(CODEX)的杀手锏。研究者利用K-最近邻K-nearest-neighbor, KNN算法定量评估了不同细胞类型的空间邻近关系。结果发现再生模式高表达 AXL 的成纤维细胞在口腔伤口中倾向于与上皮细胞和内皮细胞互作形成了有利于快速再生的“促血管/上皮”微环境。纤维化模式而面部皮肤中的成纤维细胞则更多地与平滑肌细胞发生空间关联预示着更强的机械张力响应和促纤维化倾向。解析 AXL-FAK 信号轴的空间逆相关性 研究发现再生AXL高与纤维化FAK高存在拮抗关系。PCF(CODEX)允许研究者在同一张切片、同一个单细胞上同时检测 AXL 和 FAK 蛋白。这种原位定量证据直接证实了在口腔再生区域 AXL 蛋白占主导而面部纤维化区域 FAK 蛋白占主导的空间排他性。排除假阳性锁定功能蛋白 mRNA 的表达并不总能完美转化为蛋白功能。PCF(CODEX)通过原位蛋白质定量弥合了转录本与表型之间的缺口直接证明了 GAS6-AXL 通路在蛋白水平上的激活是驱动无痕修复的本质原因。3. PCF/CODEX 的实验设计Panel 与样本细节超多重 Panel 设计该研究采用了41 种蛋白标志物 Panel涵盖了皮肤微环境的各个维度核心机制蛋白AXL, pAXL, GAS6, FAK (Ptk2)。成纤维细胞异质性指标PDGFRα, COL1, COL3, Lumican, Aebp1, Enpp2, Prrx1。环境基标DAPI (核), CD31 (血管), EpCAM (上皮), CD45 (免疫细胞)。样本信息物种C57BL/6 鼠。关键时间点伤后第 4 天POD4组织重塑的关键期及未受损UW对照。4. 技术联用优势构建从“组学发现”到“临床验证”的闭环本研究不仅使用了PCF(CODEX)还巧妙联用了scRNA-seq和Visium空间转录组构建了从组学发现到临床验证的闭环scRNA-seq负责在大尺度下发现GAS6-AXL这一潜在信号通路Visium在组织水平初步确认Axl与Fak基因在不同解剖部位的分布趋势PCF(CODEX)则作为金标准在单细胞水平定量验证上述发现并提供精准的细胞互作证据。本研究再次证明空间单细胞蛋白组学PCF/CODEX的核心价值在于提供不可替代的原位空间定量统计证据。【本文说明】本文仅为科研技术方法介绍不涉及疾病诊断、治疗建议、疗效预测、用药指导或临床决策。文中提及研究发现均来自学术文献相关分析结果需结合更多实验和研究进一步观察与复核不构成任何医疗意见。【参考文献】Griffin MF, Cook J, Morgan A, Boffelli D, Downer M, Spielman AF, Guardino NJ, Guo JL, Parker JBL, Januszyk M, Valencia C, Kuhnert M, Lu J, Zwick R, Wan DC, Klein OD, Longaker MT. Growth arrest specific-6 and angiotoxin receptor-like signaling drive oral regenerative wound repair. Sci Transl Med. 2025 Jul 2;17(805):eadk2101. doi: 10.1126/scitranslmed.adk2101. Epub 2025 Jul 2. PMID: 40601775; PMCID: PMC12310197.