Transcriptomic characteristics of keloid-adjacent dermal fibroblasts: a preliminary study

摘要： 【摘要】 目的 从转录组水平描述瘢痕疙瘩的潜在皮损范围，为解析瘢痕疙瘩切除后复发提供分子证据。方法 收集2022年7 - 12月在北京大学第一医院皮肤性病科临床确诊并经手术切除治疗的瘢痕疙瘩患者3例，分别取其瘢痕疙瘩及瘢痕疙瘩旁真皮组织，同时收集4例良性皮肤肿瘤旁真皮组织作为对照。通过原代细胞培养纯化获得真皮成纤维细胞，传至第2代后进行转录组测序并进行差异基因筛选、基因本体论（GO）功能以及京都基因和基因组数据库（KEGG）通路富集分析。在分析差异表达基因时，定义差异表达倍数（FC） > 2且P < 0.05的基因为表达上调基因，FC < 0.5且P < 0.05的基因为表达下调基因。通过分析已发表文献中瘢痕疙瘩与瘢痕疙瘩旁组织的单细胞转录组测序数据（GSA数据库中HRA000425）及正常真皮单细胞转录组测序数据（GEO数据库中GSE130973），侧面验证本研究中转录组结果的准确性。在本研究及文献中的组织样本中验证瘢痕疙瘩旁关键基因的表达。结果 与瘢痕疙瘩成纤维细胞相比，瘢痕疙瘩旁及对照真皮成纤维细胞共同的表达上调基因63个，富集在脂质运输（P = 0.038）、离子运输（P = 0.040）等生物学过程；与对照真皮成纤维细胞相比，瘢痕疙瘩旁及瘢痕疙瘩成纤维细胞共同的表达上调基因56个，富集在转化生长因子β信号通路（P < 0.001）等。瘢痕疙瘩、瘢痕疙瘩旁真皮成纤维细胞分别与对照真皮成纤维细胞相比，仅在瘢痕疙瘩旁表达上调的差异基因有79个；经基因表达基值过滤与一致性分析，最终获得与瘢痕疙瘩旁转录组特征密切相关的候选基因13个（平均表达量 > 1 000且组内表达量方差 < 30 000的基因），包括抑制瘢痕疙瘩形成相关基因SMAD6、SMAD7及促进瘢痕疙瘩形成相关基因MSX1、SNAI1、EDN1，同样参与细胞生长、骨化、软骨形成等生物学过程（均P < 0.01）。通过ChEA3网站进行转录因子的富集分析发现，上述13个基因富集到的转录因子包括成肌分化蛋白1（MYOD1）、成肌素（MYOG）等（均P < 0.05）。结论 与瘢痕疙瘩和对照真皮成纤维细胞相比，瘢痕疙瘩旁真皮成纤维细胞的转录特征是同时高表达抑制和促进瘢痕疙瘩形成的相关基因，可能从分子水平解释瘢痕疙瘩旁组织与正常皮肤形态学的相似性及瘢痕疙瘩高复发倾向的潜在机制。