围产期小鼠皮肤的多组学单细胞图谱描绘谱系分化并揭示人类胎儿皮肤的共同动力学

为什么婴儿皮肤蕴含愈合线索

新生儿皮肤在长出毛发和自我修复方面的能力，已超出成人皮肤。通过细致观察小鼠围产期的皮肤发育并与人类胎儿皮肤比较，研究者正揭示那些未来可能用于改善创伤愈合和毛发再生的细胞程序。

逐细胞审视皮肤

为详细理解发育中皮肤，科学家采用了能同时读取每个细胞中基因活性和DNA开放状态的单细胞方法。他们聚焦于从妊娠后期到出生后几天的小鼠背部皮肤，并将新数据与多个公开数据集整合。这使他们能够追踪多种皮肤细胞类型，包括表皮细胞、形成毛发的细胞以及深层的不同成纤维细胞，观察它们随时间的变化。他们还使用了保留细胞在组织中位置信息的空间技术，为皮肤景观添加了类似地图的视角。

新生儿皮肤内的变动景观

团队发现，皮肤细胞中DNA的“开放性”在围产期发生快速变化。这些控制基因可被激活的改变，与细胞身份的转变密切相关。早期表皮细胞分化出毛囊细胞和构成皮肤屏障的各层。在皮肤深层，早期成纤维细胞分裂为多条分化路径，包括支持毛根的细胞、转变为脂肪的细胞，以及明确的上层和下层成纤维细胞类型。一些标志基因在多个成纤维细胞群中表现出开放的DNA状态，即便这些基因仅在其中少数群体中被实际激活，这提示年轻的成纤维细胞在完全承诺其功能前保留了选择的可能性。

寻找细小皮肤肌肉的来源

研究的一个关键焦点是竖毛肌——能使毛发竖立并帮助支持毛囊干细胞的细小平滑肌。其发育起源此前并不清楚。通过结合DNA可及性模式、基因表达与空间图谱，研究者识别出小鼠皮肤中一类位于上层的成纤维细胞，它们携带基因Mef2c，可能是该肌肉的前体。第二个基因Myocd在这些细胞中充当强有力的调控枢纽。计算机模拟预测删除Mef2c会阻碍这些成纤维细胞及竖毛肌的出现。体外实验支持了这一点：在培养的成纤维细胞中降低Mef2c水平，会降低Myocd及已知肌肉标志物的活性。

小鼠与人类皮肤共享发展脚本

为测试小鼠发现对人类的适用性，团队将小鼠细胞图谱与最近发表的人类胎儿皮肤图谱进行了比较。借助计算方法对跨物种和发育阶段的细胞类型进行比对。尽管时间节点不同，小鼠与人类的皮肤组成显示出高度对应，尤其是在成纤维细胞中。研究者发现一类人类MEF2C阳性的成纤维细胞群，类似于小鼠的前体群，并确定了人类竖毛肌及相关真皮结构首次出现的时间。不同成纤维细胞类型出现的顺序在两种物种中相似，指向一个共有的发育脚本。

对未来皮肤修复的意义

总体而言，这项研究提供了一个关于早期生命中皮肤细胞类型及其基因调控系统展开的详尽多层视图。对非专业读者而言，关键结论是某些新生成纤维细胞似乎保持一种灵活的、具有再生潜能的状态，像竖毛肌这样的结构仍可由此形成。由于人类胎儿皮肤中存在相似的细胞类型和时间序列，这些图谱为设计可能引导成人皮肤回到更年轻、更利于修复状态的疗法提供了起点，而不必直接复制早期发育过程。

引用: Lee, H., Lee, S., Jo, S.J. et al. A multi-omic single-cell landscape of perinatal mouse skin maps lineage specification and reveals shared dynamics in human fetal skin. Exp Mol Med 58, 1269–1283 (2026). https://doi.org/10.1038/s12276-026-01692-5

关键词: 皮肤发育, 成纤维细胞, 毛囊, 单细胞分析, 竖毛肌