创伤愈合不留疤？靶向下游因子可防止疤痕形成

撰文 | 大大卷

责编 | 翊竑

伤疤是许多人的梦魇，除了造成外形的破坏，还可能会引起受损组织的畸形和功能障碍【1】。一般情况下，伤口仅止于表皮，则不会留下明显的疤，如果伤到更深的真皮层、皮下组织，就有可能形成疤痕。在严重创伤后的修复过程中，如疤痕处理或治疗不当，会产生形态和功能都异常的纤维化瘢痕组织，进一步会演变成增生性瘢痕（Hypertrophic Scars，HTS）和瘢痕疙瘩（Keloids），可能造成毁容和永久性的功能丧失【2, 3】。尽管瘢痕的发病率很高，治疗选择也很多，但目前还没有有效的分子疗法来预防或逆转瘢痕。因此，有必要阐明介导疤痕形成的关键机制。

在伤口修复过程中，成纤维细胞主要负责真皮再生和修复，并在一周内成为伤口内的主要细胞群，它们合成大量的细胞外基质，有助于瘢痕形成【4】。2017年，斯坦福大学医学院的Gerlinde Wernig团队就发现Jun基因主要在成纤维细胞中表达，JUN蛋白作为AP-1的转录因子，同时在许多人类纤维化疾病中高表达，并且在小鼠体内Jun的持续表达足以诱导多器官严重纤维化和脂肪肝【5】。2020年，Gerlinde Wernig团队连发三篇工作，分别研究了JUN转录因子在肺纤维化、术后腹腔粘连及全身性硬化症中的作用机制，JUN的表达选择性刺激成纤维细胞，导致多器官纤维化的发展【5-7】。这些结果表明，许多纤维化疾病均因JUN的高表达诱导，具有共同的病理基础，可以推测JUN转录因子很有可能也是系统性瘢痕形成的关键驱动因素。

2021年9月1日，斯坦福大学医学院的Gerlinde Wernig和Michael T. Longaker团队合作在Science Translational Medicine上发表了题为JUN promotes hypertrophic skin scarring via CD36 in preclinical in vitro and in vivo models的研究论文，证实JUN是病理性皮肤瘢痕形成的关键调控因子，靶向其下游效应因子CD36可能是一种抗疤痕形成的治疗策略。

研究者们首先发现，Jun基因的过表达促进疤痕的形成。作者构建了四环素诱导Jun过表达的转基因小鼠（c-JuntetO R26-rtTA），给予doxycycline可促使小鼠过表达JUN蛋白，对照组小鼠JUN蛋白则正常表达，不受dox的诱导（图1）。在Jun过表达小鼠和对照小鼠的背部均创造全层支架切除的伤口，创面注射dox，14天伤口闭合后对伤口大小进行评估，可以看到Jun过表达导致小鼠形成HTS（增生性瘢痕，hypertrophic scars），但没有改变伤口闭合的总时间。苏木精染色也发现Jun过表达导致真皮和表皮增厚，疤痕与人类HTS的螺纹特征类似。从伤口愈合情况上看，Jun过表达的小鼠伤口中胶原蛋白I和III的密度更高，伤口有更多的胶原沉积。此外，伤口来源的成纤维细胞中血管内皮生长因子基因表达显著增加，表明Jun过表达促进了伤口中血管的形成。这些结果表明，JUN在HTS形成中有很重要的作用。

图1 Jun过表达诱导疤痕形成。

进一步，研究者们发现JUN通过一种特殊的网状成纤维细胞亚群促使纤维化。由于术后1天一般为早期炎症期，术后7天为增殖期，此时成纤维细胞迁移到伤口床，术后14天伤口完全闭合。作者发现，Jun过表达小鼠在术后7天的伤口中，网状成纤维细胞显著增加，而脂成纤维细胞减少，并且此时肌成纤维细胞变多。这意味着JUN可能会激活成纤维细胞，使其形成促纤维化肌成纤维细胞表型。作者通过FACS从JUN过表达的转基因小鼠和对照小鼠伤口中分选了网状成纤维细胞和脂成纤维细胞亚群，对其分别进行了RNA-seq和ATAC-seq，发现Jun会上调网状成纤维细胞的成纤维化通路，同时上调脂成纤维细胞的PPARγ通路，最终形成伤口愈合中的成纤维化效果（图2）。

图2 JUN表达导致网状成纤维细胞和脂肪成纤维细胞亚群不同的信号通路

为了找到一种可以拮抗JUN介导真皮纤维化作用的靶点，作者在人成纤维细胞中敲除Jun基因后，进行RNA-seq和ATAC-seq分析。结果发现有106个基因表达量和染色质可及性同时显著下调，其中CD36是唯一被发现在体外人瘢痕成纤维细胞中高度表达的标记物。作者进一步通过ChIP-seq确认了它是JUN的直接靶点。

最后，研究者们探讨CD36能否作为抗纤维化治疗的靶点。作者利用丹酚酸B（salvianolic acid B，SAB）、shRNA knockdown或CD36敲除小鼠模型阻断下游靶标CD36，都可以抵消JUN介导的纤维化，伤口修复过程中的皮肤疤痕也显著减少。因此，CD36是一种可以阻断JUN过表达的细胞表面受体靶点，靶向CD36可有效减少皮肤伤口愈合过程中的疤痕形成。

总而言之，这个工作表明JUN转录因子在广泛的疤痕中高表达，它通过调节伤口内成纤维细胞亚群的作用来驱动瘢痕形成。这个研究也表明，JUN依赖于其下游效应蛋白CD36，导致损伤部位纤维化增加，阻断CD36可以抵消JUN造成的纤维化和瘢痕形成。因此，靶向CD36是一种针对瘢痕形成的治疗策略。