关注纤维化和成纤维细胞的同学，推荐一个关注相对较少的成纤维细胞来源

来源：市场资讯

（来源：课题指南针）

基于单细胞测序的经典和创新模式有很多，本次就大家关注最多的5种经典模式进行介绍，并重点分享在国自然项目中这5种模式的思路框架及注意事项：

模式一、基于细胞新亚群的国自然项目

模式二、基于功能新分子的国自然项目

模式三、基于细胞间通讯的国自然项目

模式四、基于功能重编程/谱系转化的国自然项目

模式五、基于扰动响应的国自然项目

还是老规矩：免费但名额有限，报名联系Alice

时间：8.1日晚上19:30

今天介绍一项发表在《Journal of Advanced Research》上的研究：Pericyte-myofibroblast transition: a novel mechanism in peritoneal fibrosis and the effect of Asiaticoside，即：周细胞-肌成纤维细胞转分化PMT：腹膜纤维化的新机制及积雪草苷的作用。

研究通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，在腹膜纤维化（PF）小鼠模型中鉴定出两个具有周细胞谱系特征的肌成纤维细胞（MyoF）亚群（Fibro5和Fibro7），并证实它们来源于周细胞的转分化，该过程主要由血小板衍生生长因子受体β（PDGFRβ）信号轴驱动；天然三萜类化合物积雪草苷（ASI）能够通过靶向抑制PDGFRβ及其下游Erk/PI3K/Akt通路，有效阻断周细胞向肌成纤维细胞的转分化，从而减轻腹膜纤维化。

从单细胞图谱到关键靶点：一场针对腹膜纤维化细胞起源的探索之旅

临床背景与问题：肌成纤维细胞的“身份之谜”

腹膜透析是终末期肾病的重要肾脏替代疗法，但长期透析会导致进行性腹膜纤维化（PF），其核心病理特征是过度活化的肌成纤维细胞（MyoF）驱动细胞外基质（ECM）的异常沉积。然而，这些在纤维化中扮演“破坏者”角色的肌成纤维细胞究竟从何而来，一直是领域内的争议焦点。传统观点认为间皮细胞的上皮-间质转化（EMT）是主要来源，但随着细胞追踪和单细胞测序技术的发展，这一观点受到挑战。尤其在肾脏纤维化中，研究发现周细胞（包裹在微血管壁的壁细胞）才是肌成纤维细胞的主要前体细胞。那么，在腹膜纤维化中，周细胞是否也扮演着类似的关键角色？

单细胞测序：揭示纤维化腹膜的细胞异质性

为了系统探究PF的细胞基础，研究团队首先对葡糖酸氯己定（CG）诱导的PF模型小鼠和对照小鼠的腹膜组织进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq）。他们共分析了98,211个高质量细胞，鉴定出14种主要的细胞类型，其中成纤维细胞占比高达46.8%（图1A-E）。

对成纤维细胞群进行无监督亚聚类分析后，研究团队进一步识别出8个不同的成纤维细胞亚群（Fibro1-Fibro8）（图2A）。其中，Fibro5、Fibro7和Fibro8高表达肌成纤维细胞标志物Acta2（α-SMA），提示它们可能是致病的肌成纤维细胞（图2B, C）。基因集变异分析（GSVA）显示，Fibro5和Fibro7显著富集了胶原组装、降解等ECM相关通路，以及PI3K-Akt和Erk信号通路，这与它们的促纤维化表型相符（图2D）。关键发现出现在比较PF组和对照组细胞组成时：Fibro5和Fibro7这两个肌成纤维细胞亚群在PF样本中特异性显著扩增（图2E）。那么，这两个“坏家伙”是从哪里冒出来的？

追根溯源：周细胞是Fibro5/Fibro7的“前身”

研究团队将周细胞前50个差异表达基因作为其特异性特征基因集，并评估了这些基因在各个成纤维细胞亚群中的表达。结果显示，Fibro5和Fibro7这两个在PF中扩增的亚群，其周细胞特征基因的表达水平最高（图2F），强烈暗示它们可能来源于周细胞。

为了证实这一猜想，他们利用拟时序分析（pseudotime trajectory）重构了细胞分化轨迹。结果清晰地显示，在PF样本中，周细胞位于分化轨迹的起点，紧接着是Fibro5和Fibro7，表明周细胞可以分化为这两个肌成纤维细胞亚群（图2G）。这种分化关系伴随着周细胞标志基因（如Rgs5）表达的逐渐降低和肌成纤维细胞/ECM合成基因的上调（图S4-S6）。而在对照样本中，周细胞则独立于成纤维细胞群之外（图2H）。多重免疫荧光结果进一步在体内验证了这一发现：Fibro5/Fibro7的特异性标志物（如Cthrc1, Thbs4）在PF模型的血管周区域表达，并与周细胞标志物NG2共定位或相邻（图S7）。这些证据共同指向了一个全新的机制：周细胞-肌成纤维细胞转分化（PMT）是腹膜纤维化中肌成纤维细胞的重要来源。

至此，研究团队利用单细胞测序成功在复杂的细胞群体中，识别出导致纤维化的“罪魁祸首”细胞（Fibro5/Fibro7），并追踪到了它们的“前世”——周细胞。那么，下一个关键问题是：是什么信号在驱动这场“变身”？

锁定关键驱动信号：PDGFRβ是PMT的“总开关”

研究团队将目光投向了一个在器官纤维化中常见的嫌疑分子——血小板衍生生长因子受体β（PDGFRβ）。既往研究提示PDGFRβ信号在周细胞活化和纤维化中起核心作用。他们首先在动物模型中验证了积雪草苷（ASI）的抗纤维化效果。与CG模型组相比，ASI治疗能剂量依赖性地减轻腹膜增厚、胶原沉积（图3A-G），并恢复腹膜的超滤功能（图3H-J）。重要的是，免疫荧光和分子检测显示，ASI显著降低了腹膜组织中PDGFRβ和α-SMA的表达（图4A-E），提示其可能抑制了PMT过程。

为了直接证明PDGFRβ信号的关键性，研究团队使用了腺相关病毒（AAV）递送siRNA在体内敲低PDGFRβ。结果发现，PDGFRβ的基因敲低能产生与ASI治疗相似的效果：显著减轻腹膜纤维化、减少胶原沉积，并抑制PDGFRβ和α-SMA的表达（图5A-J）。这直接证明，阻断PDGFRβ信号足以抑制PMT并缓解纤维化。

体外验证：ASI通过靶向PDGFRβ及其下游通路抑制PMT

机制研究需要更精细的体外模型。团队使用分离的小鼠腹膜血管周细胞（MPVPCs），用TGF-β1刺激以模拟纤维化环境诱导PMT。

结果显示，TGF-β1能显著上调MPVPCs中PDGFRβ、α-SMA等纤维化标志物的表达，而ASI干预可以有效逆转这些变化（图6A-D）。在人脑血管周细胞（HBVPCs）中也得到了类似结果（图6E, F）。此外，Matrigel血管形成实验表明，TGF-β1破坏了周细胞与内皮细胞之间的正常相互作用，而ASI能恢复这种相互作用（图6G）。

为了确认ASI的作用是通过PDGFRβ介导的，他们使用了PDGFRβ抑制剂AG1295作为阳性对照。AG1295能够模拟ASI的效果，抑制TGF-β1诱导的PMT标志物上调和下游信号激活（图7A-C, E）。更重要的是，在MPVPCs中敲低PDGFRβ基因，也能产生与ASI和AG1295处理相似的表型（图7D）。这些结果从药理学和遗传学两个层面，共同将PDGFRβ锁定为ASI发挥作用的关键靶点。

分子对接与动态模拟：ASI与PDGFRβ的结合

ASI是如何作用于PDGFRβ的？研究团队通过分子对接和分子动力学（MD）模拟给出了答案。

分子对接显示，ASI能够稳定地结合在PDGFRβ的活性口袋中，结合自由能（ΔG）为-8.7 kcal/mol（图8A）。长达100纳秒的MD模拟进一步证实了ASI-PDGFRβ复合物的稳定性，结合构象波动小，并存在稳定的氢键和疏水相互作用（图8B-J）。MM/PBSA计算结合自由能为-30.02 kcal/mol，表明结合在热力学上非常有利。细胞热位移分析（CETSA）实验进一步证实，ASI处理能显著提高PDGFRβ蛋白的热稳定性（图8K, L），这是药物与靶蛋白直接结合的经典证据。这些数据强有力地证明，ASI是PDGFRβ的高亲和力配体，能够直接结合并抑制其活性。

蛋白质组学：描绘ASI调控的全局信号网络

最后，研究团队通过TMT定量蛋白质组学，系统分析了ASI干预后腹膜组织的蛋白质表达变化。主成分分析（PCA）显示各组的蛋白表达谱差异很大（图9A, B）。差异蛋白分析发现，ASI能逆转CG诱导的30个关键蛋白的表达改变（图9C-F）。

基因集富集分析（GSEA）揭示了ASI作用的全局影响：它能够使在纤维化中被异常激活的整合素介导的信号通路、MAPK/Erk信号通路等回归正常（图9G, H）。体外实验进一步证实，PDGF-BB（PDGFRβ的配体）能激活PDGFRβ并诱导PMT，同时激活下游的Erk和PI3K/Akt通路。而ASI或AG1295处理能有效阻断这一系列事件（图9I, J）。

至此，研究构建了完整的作用信号轴：TGF-β1/PDGF-BB通过受体PDGFRβ，激活下游Erk/PI3K/Akt 通路，从而促进周细胞向成纤维细胞转分化（PMT），最终促进腹膜纤维化；而ASI则通过靶向PDGFRβ抑制下游通路和PMT，从而改善腹膜纤维化。

研究亮点与启示

挑战传统，更新认知：本研究突破了腹膜纤维化研究中长期聚焦于EMT的局限，利用前沿的单细胞测序技术，首次在腹膜纤维化中明确了周细胞-肌成纤维细胞转分化（PMT）是关键致病机制，并精准鉴定出两个介导该过程的细胞亚群（Fibro5/Fibro7），为理解疾病细胞起源提供了全新视角。

机制解析深入透彻：从单细胞图谱发现现象，到体内外功能验证，再到分子靶点锁定与结合模式解析，研究层层递进，逻辑严密。不仅证实了PDGFRβ信号是驱动PMT的“总开关”，还通过分子对接、MD模拟和CETSA，首次证明了天然化合物积雪草苷（ASI）是PDGFRβ的直接抑制剂，机制阐述清晰完整。

多层次证据链坚实：研究整合了scRNA-seq、体内基因敲低、体外细胞模型、蛋白组学、计算模拟等多种技术手段，构成了从整体动物到细胞分子、从现象到机制、从计算预测到实验验证的完整证据体系，结论可信度高。

转化潜力明确：研究不仅揭示了PF的新机制，还同步发掘了具有明确作用靶点和机制的候选药物ASI。ASI源自传统中药，其抗PMT和抗纤维化的作用为开发治疗腹膜透析相关纤维化的新策略提供了直接依据，具有重要的临床转化前景。

这项工作展示了如何利用现代多组学技术重新审视经典疾病的病理机制，并通过跨学科方法从天然产物中快速发现靶向明确的新治疗策略，为纤维化疾病的研究和治疗提供了优秀的范式。

参考文献：Shi J, Tang L, You Y, et al. Pericyte-myofibroblast transition: a novel mechanism in peritoneal fibrosis and the effect of Asiaticoside. Journal of Advanced Research. 2025. https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.11.072