施旺细胞来源的多效蛋白刺激成纤维细胞在丛状神经纤维瘤中过度增殖和胶原沉积
本研究探讨了神经纤维瘤病1型（neurofibromatosis type 1, NF1）相关的丛状神经纤维瘤（plexiform neurofibroma, PNF）中Schwann细胞和成纤维细胞之间的相互作用。研究的背景源于NF1的高发病率，约影响全球1/3000的新生儿，并伴随一系列独特的临床表现。PNF是NF1患者中常见的周围神经鞘瘤，约50%的患者罹患此疾病，并严重影响其生活质量。尽管经过数十年的研究，PNF依然无法治愈。现有的治疗方法主要针对NF1相关的Schwann细胞，并取得了一些临床疗效。然而，许多治疗方法，如选择性MEK抑制剂Selumetinib，仅对部分患者有效，且长期使用会导致耐药性。这促使研究人员将目光转向PNF中的成纤维细胞及其在肿瘤中异常增殖和胶原沉积的作用。
研究流程
研究方法
收集与处理肿瘤标本：从三名NF1相关PNF患者中获取新鲜标本，并进行细胞分散及单细胞悬浮。
单细胞RNA测序：使用10x Genomics平台对单细胞进行RNA测序并使用Cell Ranger软件进行数据对齐和处理。质量控制步骤包括检测每个细胞的特性数量和线粒体基因比例等。
集群和注释：利用Seurat包进行的主成分分析和非监督聚类算法将样品细胞分成约10个原始簇，并标注其细胞类型。使用已知的细胞类型特异性标志基因验证聚类结果。
功能对比和轨迹分析：对Schwann细胞和成纤维细胞进行无监督聚类，并使用MAST包获得差异表达基因，进行GO富集分析。同时，使用Monocle包进行伪时间轨迹分析，并利用Seurat包中的数据进行分型和预测。
细胞间相互作用注释：使用Nichenet和CellChat工具分析Schwann细胞和成纤维细胞之间的配体-受体相互作用。
实验方法
免疫组织化学染色：使用针对人类胶原I型和VI型等抗体进行染色，并使用Biotin化次抗体和DAB试剂盒进行探测。
细胞培养与分离：培养Schwann细胞系，并利用外植体生长法分离并培养NF相关成纤维细胞（NFAFs）。
实时定量PCR（qRT-PCR）和Western Blot分析：提取总RNA，并使用西方印迹法检测蛋白表达水平。
酶联免疫吸附法（ELISA）和细胞增殖实验：收集培养基中的上清液进行ELISA检测，并使用CCK-8和EdU试剂盒检测细胞增殖能力。
细胞周期检测和胶原合成检测：使用流式细胞仪检测细胞周期，并使用羟脯氨酸检测试剂盒检测胶原合成情况。
数据处理和统计分析
所有统计分析通过SPSS和GraphPad Prism软件进行，采用学生t检验判断组间差异的显著性，并通过平均值±标准偏差表示数据。
研究结果
通过对三名NF1患者获得的标本进行单细胞RNA测序，研究发现PNF中包含多种细胞类型，其中成纤维细胞占主要成分，而Schwann细胞比例较小。进一步分析显示，Schwann细胞可分为五个亚群，分别在基因表达和功能上有显著差异。其中，Schwann细胞亚群中有一类细胞与细胞外基质或胶原沉积有关。
Ptn助推成纤维细胞增殖和胶原合成
研究表明，由Schwann细胞分泌的Ptn在NFAFs中通过特定的PtN/Ncl配体-受体对促进了成纤维细胞的增殖和胶原合成，包括胶原I、III和VI。通过扰断Ptn或者Ncl，可以显著逆转成纤维细胞的胶原合成，恢复至正常水平，表明该途径在PNF中的重要作用，并可能作为未来治疗的靶点。
结论
本研究揭示了由Schwann细胞分泌的多效蛋白通过Ptn/Ncl/Pras40轴促进PNF中成纤维细胞的增殖和胶原沉积的分子机制。针对该通路的新型治疗策略将在未来可能为PNF患者提供有效的治疗手段。
研究亮点
- 配体-受体相互作用的新发现：发现并验证了Ptn/NCL轴在Schwann细胞和NFAFs之间相互作用中的核心地位。
- 成纤维细胞亚群的分型和功能状态：揭示PNF中成纤维细胞和Schwann细胞的基因表达和功能差异。
- 多效蛋白PTN的关键作用：PTN不仅能够独立地促进成纤维细胞的增殖和胶原合成，还能与TGF-β1协同作用。
临床意义和研究价值
本文的研究结果为PNF的病理机制提供了新的见解，揭示了Schwann细胞和NFAFs之间的相互作用及其对胶原沉积的调控作用。特别是Ptn/NCL/Pras40通路作为PNF发生和发展的关键调控机制，为未来开发针对这一通路的治疗策略提供了重要理论基础。
这个研究不仅丰富了关于PNF的分子机制知识，还为治疗该疾病提供了新的潜在靶点，具有重要的临床应用价值。