保持皮肤健康新研究提供皮脂产生的分子特征

在莱比锡大学兽医学院和跨学科生物信息学中心(IZBI)的合作项目中，皮脂腺基因表达的变化首次被空间绘制出来。该研究以高分辨率记录了皮脂合成过程中基因表达的变化，并确定了调节皮脂产生的新候选基因。

皮脂腺对于维持皮肤的结构和功能至关重要。在称为全分泌的过程中，腺体周围的细胞会积聚大量脂质分子，这些脂质分子被运送到腺体的中心，最终破裂，释放出一种油性分泌物(皮脂)，保护皮肤表面并保持其柔软。

对于人类和大多数哺乳动物来说，皮脂还有其他重要但尚未被充分开发的功能，例如防止UVB诱导的细胞凋亡或促进皮肤的先天免疫反应。皮脂的产生还会影响全身的能量代谢。

皮脂腺失调是痤疮形成的关键因素，并且还与其他皮肤病有关，如湿疹(皮肤上层的慢性瘙痒性炎症)和牛皮癣。

最近的研究还表明，皮脂分泌具有重要的免疫调节作用，并影响整个生物体的能量代谢。因此，调节皮脂分泌可能不仅是治疗皮肤病的一个有吸引力的治疗目标，也是治疗传染病和代谢性疾病的一个有吸引力的治疗目标。

“皮脂腺除了对皮肤健康具有重要意义外，还是一种有吸引力且易于理解的模型，可用于了解脂质合成、干细胞功能或肿瘤发展等基本生物过程，”马龙·R·施耐德(MarlonR.Schneider)教授说道。他是莱比锡大学兽医生理学研究所所长，并发起和监督了这项研究。

然而，目前还没有关于皮脂腺细胞中导致皮脂产生的基因表达变化的详细研究。在这项最近发表的研究中，两个研究小组整合了基因表达的空间分析、拟时间分析和功能富集等新方法，绘制了皮脂腺细胞从发育到细胞裂解的渐进过程。

基于无监督聚类生成的细胞分化的四个阶段，数据显示了与特定基因组相关的细胞功能的连续调节，从细胞增殖和氧化磷酸化到脂质合成和细胞死亡。

通过与之前发表的皮脂腺转录组数据进行比较，验证了结果，并通过分析公开的人类蛋白质图谱中选定的转录子集的蛋白质表达模式进一步证实了这一结果。这项研究还补充了一个可免费使用且可搜索的在线工具。

莱比锡大学跨学科生物信息学中心(IZBI)前主任、PD博士HansBinder强调了同时开发的在线生物信息学工具的重要性。“该方法高度以数据为导向。世界各地的研究人员都可以使用该工具搜索和独立分析我们的数据。”

结合不同的方法，可以全面、全新地了解皮脂腺分化背后的基因表达动态。数据表明，皮脂细胞通过连续调节细胞功能而不断发展，这些功能可能与特定基因组有关。该研究确定了皮脂分泌中的新参与者，提供了调节皮脂分泌的新方法，并指出了未来具有医学意义的实验方法。

下一个目标：皮肤病和眼泪

下一步，将更详细地描述与某些皮肤病相关的皮脂腺基因表达变化。特别是湿疹和牛皮癣，还有皮脂腺肿瘤。这些研究将利用空间转录组分析方法的下一阶段发展，该方法能够在单细胞水平上获得结果。

该研究的第一作者MariaSchmidt博士解释说：“2020年，著名期刊《自然》将空间分辨基因表达评为年度方法。作为分子生物学和显微镜学的结合，它高度以数据为导向，与复杂的生物信息学相结合，为在细胞分辨率下组织空间和时间中的生命过程开辟了新的见解。”

除了皮肤的皮脂腺外，身体中还有一些专门的皮脂腺，它们发挥着非常特殊的功能。例如，眼睑边缘的睑板腺会产生一种油性物质，形成泪膜的脂质层(脂肪相)。这可以防止泪液蒸发。当这层脂质层被破坏时，会引起炎症和干眼症。对睑板腺基因表达变化的类似映射即将完成。