摘要

伤口愈合是一个复杂的过程，涉及许多不同组织和细胞谱系的协调作用。它需要对细胞迁移、增殖、基质沉积和重塑，以及炎症和血管生成进行精确调控。相比小的皮肤伤口在几天内愈合，因创伤、急性疾病或大手术造成的较大损伤可能需要数周才能愈合，通常会留下纤维化的疤痕，这可能影响组织功能。开发防止瘢痕形成并成功修复慢性伤口的治疗方法需要对驱动伤口愈合的细胞和分子机制有更深入的了解。在这篇综述中，我们探讨了当前对伤口愈合不同阶段的理解，包括从血凝块形成到再上皮化、血管生成以及后续疤痕沉积。我们重点讨论了不同细胞类型对皮肤修复的贡献，特别是先天和适应性免疫细胞在伤口炎症反应中的作用如何影响传统上研究的伤口细胞谱系（如角质形成细胞、成纤维细胞和内皮细胞），以及一些较少研究的细胞谱系，如脂肪细胞、黑色素细胞和皮肤神经。最后，我们讨论了一些新的研究方向和方法，这些可能进一步加深我们对组织修复机制的理解。

引言

所有生命体都进化出了在创伤后修复细胞和组织的策略。由于其临床重要性，创伤愈合已被研究超过一个世纪。我们现在对驱动细胞和组织间复杂交互以修复伤口的细胞和分子机制有了相当的了解。

皮肤提供机械保护、防止水分流失，并在温度调节、感知外部刺激和免疫调节中发挥关键作用。哺乳动物的皮肤主要由表皮和真皮两层组成，它们位于皮下组织和更深的筋膜层之上（图1a）。表皮主要由角质形成细胞组成，其表面分布着毛囊以及汗腺和皮脂腺的开口。这些附属结构延伸到真皮中，真皮包含异质性的成纤维细胞群体，这些细胞沉积胶原基质，并在伤口修复中起主要作用。真皮还包含一个皮肤血管网络，该网络在修复过程中会大量萌发，并向更深的富含脂肪组织的皮下组织延伸（图1）。

本质上，为了修复皮肤伤口，首先必须用血凝块封堵屏障层的损伤（图1b）。在这一临时“屏障”下，来自皮肤各层的细胞将从伤口边缘迁移，填补缺口，直到伤口边缘愈合，血凝块或结痂脱落（图1e）。皮肤的所有细胞谱系都需要参与修复过程，并且各种机械和化学信号会触发这些协调的细胞行为。许多信号来自炎症细胞，这些细胞被损伤信号以及它们主要被招募来对抗的病原体信号吸引到伤口部位（图1c）。修复过程中的一些环节是临时且可逆的，例如伤口血管生成反应（图1d）；而另一些，如疤痕胶原的沉积（图1f），往往是永久性的，并且是伤口愈合病理学的一部分。

在本综述中，我们探讨了不同细胞类型在皮肤修复中的贡献，包括皮肤附属结构和其他较少研究的细胞类型（如黑色素细胞和脂肪细胞）的作用。我们特别强调了免疫细胞（中性粒细胞和巨噬细胞以及皮肤驻留T细胞）的协调作用——它们通过指导其他细胞类型的行为来推动伤口闭合。创伤愈合研究的长期目标是深入了解潜在的细胞和分子机制，从而促进开发能够防止疤痕形成并重新激活慢性非愈合伤口以促进修复的创新疗法。近年来，活体成像、数学建模以及对大规模组织修复组学数据的分析为机制研究提供了宝贵的新见解。

**伤口愈合的阶段**

伤口愈合通过一系列协调的阶段进行，每个阶段都涉及多种细胞类型（图1）。这一过程传统上被划分为血凝块形成、炎症反应、新生组织形成（包括再上皮化和肉芽组织形成），以及最终的组织重塑和修复。在这里，我们描述了创伤愈合的每个阶段及其介导细胞间相互作用的信号。

**血凝块形成**

皮肤损伤部位的首要任务是迅速封堵暴露的组织，以防止体液流失并抑制病原体入侵。如果血管受损，血小板（和血液）会从破裂的血管中溢出。它们的活化以及复杂凝血级联的启动将导致形成网状凝块以封堵伤口。凝血级联包括多个丝氨酸蛋白酶的逐步活化，最终促使凝血酶将纤维蛋白原裂解为纤维蛋白，并形成纤维蛋白纤维。多个途径可激活凝血级联，但其中关键的是内源性途径，它通过因子XII与胶原等带负电表面的结合而启动。

凝血过程中的任何缺陷都会导致受损组织持续出血。此外，血小板脱颗粒也是伤口部位许多可溶性效应因子的直接且强大的来源，例如转化生长因子-β（TGFβ）、血小板衍生生长因子（PDGF）、基质细胞衍生因子1（SDF1，也称为CXCL12）、血管内皮生长因子（VEGF）和内皮抑素。然而，血小板本身并非修复所必需，这表明许多生命依赖的修复过程中的元素是高度冗余且整合的，即使在最早阶段也是如此。例如，目前越来越清楚的是，先天免疫炎症反应与凝血在伤口部位通过相互激活而联系在一起。

**再上皮化**

经典的皮肤修复研究描述了在迁移中的表皮前沿后方的增殖区，但尚不清楚这种增殖是否是修复的驱动力，甚至是否必需。后来对小鼠耳朵和尾巴的研究显示，增殖区在伤后几小时内形成并持续数天。尽管通常位于迁移前沿的后方，但它有时会延伸到迁移的前沿区域。对于较小的伤口，增殖细胞带仅宽两到三层细胞，但随着伤口尺寸的增加，该增殖带可以延伸到许多层细胞。当表皮伤口边缘接触、融合，迁移停止后，细胞增殖会扩展到新愈合的中央区域。

简单的体外划痕伤口实验表明，在一片密集、完整的细胞中，细胞分裂受到“接触抑制”，但这一抑制会在受伤后解除。这种接触抑制的解除（以及细胞密度的降低）可能部分通过机械敏感受体PIEZO1感知，它通过钙离子（Ca²⁺）依赖的胞外信号调节激酶1（ERK1）和ERK2的磷酸化来提示张力变化，进而促进细胞周期蛋白B的转录，这是驱动有丝分裂所必需的。同时也存在积极的有丝分裂信号。几十年的研究揭示了一些促进伤口边缘表皮细胞增殖的生长因子，其中一些已被视为潜在的伤口修复治疗候选药物，并在临床试验中得到验证。例如，成纤维细胞生长因子7（FGF7，又称角质形成细胞生长因子）的转录在皮肤伤口中由真皮成纤维细胞显著上调。通过表达显性负性FGF受体2（FGFR2）突变体或敲除FGFR1和FGFR2来阻断表皮对FGF7的响应，会显著减少伤口表皮的细胞分裂和迁移，导致伤口再上皮化受损。其他重要的表皮生长因子信号包括表皮生长因子（EGF）和转化生长因子α（TGFα），它们主要通过血小板和浸润巨噬细胞的脱颗粒释放到伤口中，以及由角质形成细胞分泌的肝素结合EGF。此外，肝细胞生长因子（HGF）由迁移中的伤口边缘表皮产生，并作为自分泌信号起作用。

其中一些增殖信号从伤口修复开始时就已存在，因为它们由脱颗粒的血小板释放。然而，增殖的高峰并非立即发生。从果蝇到哺乳动物皮肤伤口愈合的研究中发现，表皮响应的第一个遗传指示是伤口边缘细胞中立即启动早期转录因子的表达和核转位增加。然而，这些立即早期转录因子能否访问DNA取决于目标基因的表观遗传状态。至少部分后期伤口激活基因带有由Polycomb家族表观遗传调控因子沉积的组蛋白甲基化抑制标记。在受伤后，Polycomb受到抑制，这些抑制标记被移除，使得先前被沉默的基因得以转录激活。表观遗传变化还支撑了一个新近描述的现象，即表皮伤口边缘的干细胞表现出炎症记忆，从而在二次应激信号暴露时更迅速地响应伤口活化因子。

**再上皮化过程中的转录和细胞变化**

再上皮化并非完全依赖于细胞分裂。虽然增殖能力的缺失会使修复大面积皮肤损伤变得不可能，但细胞分裂本身并不是再上皮化的核心驱动力；事实上，即使是不分裂的组织，例如果蝇胚胎表皮，也能够完全愈合小的伤口。此外，使用丝裂霉素C抑制小鼠皮肤伤口中的细胞分裂仅会延缓但不会阻止伤口的再上皮化。

数百种基因在迁移中的表皮伤口边缘细胞中被激活，尽管其中一些与细胞分裂相关，但大多数基因反映了上皮细胞在穿越以及闭合伤口时所需的基本功能。许多基因的确切功能尚未完全明了，但对于越来越多的基因，其在修复过程中的作用已被定义，包括暂时性连接、蛋白水解或细胞间连接松解的功能。

例如，当前沿的基底角质形成细胞及其迁移“追随者”开始迁移穿越伤口的临时基质（由渗漏的血清成分和成纤维细胞沉积的基质成分组成）时，它们必须改变整联蛋白的表达谱。为了从基底膜上脱离并实现细胞迁移，半桥粒整联蛋白α6β4的表达被关闭，而几种正常皮肤中不存在的整联蛋白则被上调。这些新的整联蛋白对于有效迁移穿越新沉积的伤口临时基质至关重要。这一作用可通过特定敲除表皮β1整联蛋白的小鼠中出现的延迟和异常的再上皮化过程得到验证。

在未受伤的皮肤中，整联蛋白的表达通常限制在基底层，而在迁移中的伤口边缘，所有表皮细胞层均表达整联蛋白，表明所有这些细胞都是活跃的迁移者。活体成像研究显示，修复中的小鼠伤口中，这些层之间存在细胞交换，同时基底层和基底上层细胞都积极参与迁移过程。

图1 |伤口愈合的阶段

a.示意图显示皮肤伤口闭合过程中的不同阶段及参与的细胞角色。b.在组织损伤后立即形成血凝块，暂时填补伤口间隙。c.随后不久，伤口炎症反应启动，先天免疫细胞（包括中性粒细胞和巨噬细胞）从局部驻留群体中释放，或通过血管外渗从邻近血管招募，并迁移到伤口处。d.这些炎症细胞（尤其是巨噬细胞）协调肉芽组织的形成，用以替代缺失的结缔组织。这包括伤口血管生成、成纤维细胞迁移以及新胶原基质的沉积。e.在肉芽组织被铺设的同时，再上皮化过程推动了表面覆盖的形成。该过程包括表皮迁移和细胞分裂，以恢复屏障完整性。f.最终，这些阶段停止，伤口边缘相遇，伤口愈合完成。然而，各种细胞和组织尚未完全分解和重塑，而是根据不同程度继续调整，通常留下伤口瘢痕。

缩写说明:DAMPs:损伤相关分子模式；ECM:胶原基质（细胞外基质）；PAMPs:病原体相关分子模式；VEGF:血管内皮生长因子

**再上皮化过程中的转录和细胞变化（续）**

迁移中的表皮伤口边缘还需要在痂和伤口结缔组织（即肉芽组织）之间开辟通道。为此，这些细胞会增加多种蛋白酶的产生，特别是基质金属蛋白酶1（MMP1），这可能通过局部裂解各种细胞外基质（ECM）成分和ECM相关蛋白来促进整联蛋白-基质粘附动力学。

在果蝇的研究中，由于可以获得关于迁移中的表皮伤口边缘内个体细胞运动的精细信息，发现前沿后的“追随细胞”会彼此插入。如果这种重排被阻止（使表皮变得不够流动），即使前沿细胞活跃，表皮也无法前进。在哺乳动物组织中，迁移中的伤口表皮细胞还表现出显著的邻近细胞间连接松散，延伸到前沿后方几十个细胞。这些连接变化通常被描述为部分上皮-间充质转化（EMT），因为上皮片中的个体细胞会表现出一些成纤维细胞样特征，但从未完全脱离彼此。

研究显示，伤口表皮细胞中高水平表达的配体Ephrin B1会激活邻近细胞的Eph受体，从而关闭紧密连接和黏附连接组件，仅通过桥粒连接松散地将细胞彼此连接。这种细胞间连接的松散性为细胞之间的重新排列提供了灵活性，并释放组织张力，从而使表皮伤口前沿得以推进。

除了开启从非运动性向运动性表皮细胞转变的相关基因外，迁移中的表皮前沿还必须对多种攻击来源具有抗性，包括为杀死入侵微生物而被招募到伤口的先天免疫细胞。例如，这些细胞会通过分泌高毒性的活性氧（ROS）攻击迁移中的表皮细胞。果蝇和小鼠的研究开始揭示伤口边缘表皮细胞中激活的一系列机制，这些机制使细胞能够对抗或保护自身免受损伤，包括转录因子NFE2相关因子2（NRF2）的激活，该因子能激活多种ROS清除酶，以及GADD45基因的激活，这能提高ROS引起的损伤后DNA修复的效率。未来可能还会发现更多的这种“抵抗机制”，这些机制可能成为治疗慢性非愈合伤口的潜在靶点。

**皮肤附属器结构在愈合中的贡献**

根据生物体的不同以及皮肤伤口部位的差异，修复中的表皮也可能包含附属结构。在哺乳动物皮肤中，这些附属结构包括毛发、汗腺和皮脂腺，它们对皮肤的生理功能非常重要。如果皮肤损伤较深，这些附属结构通常无法再生。然而，在较浅的损伤中，如果毛囊的基底部分保留，则毛囊隆突和峡部区域的表皮干细胞的活化可以显著促进皮肤修复。

毛囊干细胞能够在每个生长期再生毛囊，并且在移植后能够再生毛囊和毛囊间表皮。更为显著的是，在某些伤口条件下，毛囊能够通过一个类似于胚胎毛囊发育的过程重新生成。这种创伤后的毛囊新生依赖于Wnt信号通路。研究发现，表达Wnt抑制剂DKK1的小鼠或缺乏Wntless（Wnt配体分泌蛋白）的小鼠表皮中毛囊新生受损，而伤口闭合正常。相反，在表皮中过表达Wnt配体会增加再生毛囊的数量。最近的研究还表明其他细胞类型参与了皮肤毛囊再生。例如，在损伤后招募到皮肤的驻留T细胞和调节性T细胞通过释放激活表皮干细胞的信号促进毛囊再生。

关于皮肤腺体附属结构如何再生或在修复过程中发挥作用的研究相对较少。研究发现，毛囊隆突区域的干细胞能够重新生成皮脂腺。汗腺的再生对于受广泛损伤影响的患者来说，在热调节中也非常重要。在成年小鼠爪皮中，谱系追踪研究显示存在四种多能祖细胞群体能够再生汗腺。在受伤后，其中两种群体——导管祖细胞和表皮祖细胞——会迁移并增殖以修复表皮。其中，导管祖细胞主要负责修复汗腺的开口，而表皮祖细胞则更活跃于表皮的修复。

需要注意的是，附属结构的解剖学和再生细节以及其他伤口修复的相关方面在不同生物体之间存在差异，并非所有机制都直接适用于人类皮肤伤口的愈合。

**伤口触发“损伤”信号的级联反应**

任何对皮肤屏障的损伤都会暴露病原体相关分子模式（PAMPs）并导致伤口边缘细胞快速释放多种损伤信号，这些信号通常被称为损伤相关分子模式（DAMPs）（图2）。伤口边缘细胞的裂解会释放大量分子，包括HMGB1、透明质酸、热休克蛋白、甲酰肽、ATP、染色质和核小体。DAMPs和PAMPs通过多种模式识别受体被识别，这些受体包括Toll样受体（TLRs）、C型凝集素受体、含有pyrin结构域的NLR家族受体、RIG-I样受体、细胞质DNA传感器，以及一些非模式识别蛋白如高级糖基化终产物受体（RAGE）、TREMs、GPCRs和离子通道。免疫细胞受体（如TLRs和RAGE）对PAMPs和DAMPs的识别，不仅引导它们向局部伤口部位迁移，还通过激活NF-κB信号通路触发促炎性细胞因子的转录。

其他快速的、非转录依赖的伤口激活信号包括几乎立即发生的Ca²⁺波和由Nox（NADPH氧化酶）及Duox（双氧化酶）产生的活性氧（ROS）（图2）。Ca²⁺波通过伤口边缘细胞膜的离子通透性变化启动，包括通过质膜损伤，引导Ca²⁺沿其梯度进入细胞质。这种细胞质Ca²⁺浓度的激增迅速传播到相邻组织，传播范围可达多层细胞，已在研究的所有物种中观察到。Ca²⁺波的传播可能通过缝隙连接，也可能通过ATP受体介导的PLC信号通路激活以及TRP通道激活实现，这是一种在伤口发生后介导Ca²⁺内流的钙离子通道。Ca²⁺波的一个后果是通过激活NADPH氧化酶和磷脂酶产生ROS和多不饱和脂肪酸。在果蝇中，细胞质Ca²⁺激活Duox，生成H₂O₂，而H₂O₂对于炎症细胞招募到伤口至关重要。

最近的研究表明，除了这些局部信号外，空间中继信号（包括脂质过氧化）可能实现更远距离的组织损伤检测，这些信号共同驱动先天免疫细胞谱系向伤口部位的招募。

**巨噬细胞和中性粒细胞在伤口愈合中的作用**

皮肤中有多种免疫细胞谱系驻留，另一些则被招募至皮肤，这些细胞均可能对组织修复作出贡献（图3）。我们首先讨论中性粒细胞和巨噬细胞在皮肤伤口反应中的作用，重点是巨噬细胞在炎症、血管生成和瘢痕沉积中的多样功能。随后，我们描述其他免疫细胞的作用。

图2 |穿过表皮的早期信号传递

组织损伤发生时（或随后快速发生），许多信号被激活，其中一些信号以波的形式在细胞内及细胞间传播，甚至扩展到距离伤口边缘一定距离的组织。这些信号包括来自受损邻近细胞和微生物的损伤相关分子模式（DAMPs）和病原相关分子模式（PAMPs），两者都会激活多种Toll样受体（TLRs）以及如高级糖基化终产物受体（RAGE）等受体。

伤口边缘细胞的DAMPs或任何膜损伤会触发钙离子（Ca²⁺）进入胞质空间。Ca²⁺随后以信号波的形式传播，能够跨越伤口表皮的多个细胞直径。胞质中的Ca²⁺通过激活NADPH氧化酶和磷脂酶，诱导过氧化氢（H₂O₂）和多不饱和脂肪酸（PUFAs）的生成，导致组织内形成H₂O₂和PUFAs的梯度。

中性粒细胞识别这些信号后，会激活Src家族激酶（SFKs），最终引发肌动蛋白聚合、趋化性反应，以及NF-κB转录靶基因的表达。

缩写说明:DAMPs:损伤相关分子模式；PAMPs:病原相关分子模式；TLRs: Toll样受体；RAGE:高级糖基化终产物受体；H₂O₂:过氧化氢；PUFAs:多不饱和脂肪酸；SFKs: Src家族激酶；GEFs:鸟苷酸交换因子

**炎症中的中性粒细胞招募**

中性粒细胞迅速积聚在伤口处，其后续的及时清除或凋亡对防止炎症的慢性化至关重要。一部分中性粒细胞被动从渗漏的伤口血管中吸引至伤口，但大多数是主动离开血流，并在损伤释放的信号引导下迁移至伤口部位。中性粒细胞的外渗从松散附着于炎症激活的内皮壁开始。炎症信号（如CXCL8和白三烯B4）增强选择素介导的相互作用，减缓滚动的中性粒细胞，使其能够沿血管腔面扩展并爬行，直到它们能够穿过内皮和周细胞层，离开血管进入周围区域（称为血管外渗），并开始向伤口的间质迁移。

中性粒细胞向伤口的趋化由多种受体介导，包括DAMP和PAMP受体，以及影响小GTP酶调控迁移的CXCRs。活化的中性粒细胞还通过释放自分泌和旁分泌信号触发正反馈响应，导致其他中性粒细胞的群聚行为。这种群聚行为依赖于白三烯B4和整联蛋白介导的粘附。在斑马鱼中，中性粒细胞的群聚行为与先导中性粒细胞释放中性粒细胞外诱捕网（NETs）有关，NETs的几个关键成分（如气动素、中性粒细胞弹性蛋白酶和髓过氧化物酶）是群聚过程所必需的。

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**中性粒细胞在伤口部位的功能**

在伤口部位，中性粒细胞的主要作用是杀灭微生物；这通过ROS的定向释放和NETs的形成（将其DNA释放到细胞外空间），结合抗菌分子实现。这一过程依赖于中性粒细胞弹性蛋白酶、精氨酸脱亚氨酶4（PAD4）和气动素D等分子。尽管病原体显然是PAMP损伤信号的来源，并在整个修复过程中具有显著影响，同时至少在慢性伤口的情况下对伤口病理有贡献，但它们迄今仍被研究不足。这主要是因为以前无法识别伤口微生物群的大部分；然而，随着16S核糖体测序技术的应用，现在可以调查完整的微生物群落。

**中性粒细胞在非愈合伤口病理中的功能**

非愈合皮肤伤口在糖尿病患者、外周血管疾病患者或伤口感染后较为常见。多项研究表明，在未愈合的伤口中，中性粒细胞被过度招募并滞留。例如，有研究显示，糖尿病患者的中性粒细胞更容易释放NETs，这可能部分解释了伤口愈合延迟的原因。在糖尿病小鼠的皮肤伤口中，NETs的增加延缓了伤口愈合，但通过抑制或敲除PAD4活性可以改善这一延迟，强调了NETs释放在伤口愈合结果中的作用。

**巨噬细胞在伤口修复中的多重功能**

巨噬细胞是一种异质性的髓系细胞群体，在修复过程中起到了多方面的协调作用。巨噬细胞由不同的胎儿来源的单核细胞分化而来，这可能影响其在伤口部位的行为。伤后早期释放的DAMPs促进组织驻留巨噬细胞活化并向伤口部位迁移。一部分单核细胞在健康的内皮上巡逻，并可响应促炎刺激从循环中迁移出来；然而，这些局部来源的单核细胞很快被从血管外渗的经典单核细胞所取代，就像此前中性粒细胞的迁移一样。巨噬细胞通过释放趋化因子（如单核细胞趋化蛋白1，MCP1）进一步招募更多巨噬细胞。

巨噬细胞还合成由花生四烯酸衍生的脂质介质，特别是LTB4，它作为一种强效的髓系趋化因子，能够放大炎症反应。一旦到达伤口部位，巨噬细胞会吞噬ECM和细胞碎片，并向伤口基质细胞（主要是成纤维细胞）发出信号，以调节ECM的沉积和重塑。

图3 |伤口炎症反应及中性粒细胞和巨噬细胞在伤口愈合中的作用

为了应对这一屏障破损可能引发的感染，伤口会迅速触发炎症反应。中性粒细胞通过以下两种途径被招募至伤口：一是因伤口出血被动进入，二是通过血管外渗主动迁移。循环中的中性粒细胞识别炎症信号（如CXCL8和白三烯B4，LTB4）后，通过选择素介导的方式更强地粘附于内皮细胞，从而减缓其移动速度。

被招募的巨噬细胞可以是局部组织驻留细胞，也可以是通过血管外渗的单核细胞分化而来。外渗的免疫细胞沿着不同炎症信号（如H₂O₂、损伤相关分子模式DAMPs和病原相关分子模式PAMPs）形成的梯度向伤口方向迁移。到达伤口部位后，招募的炎症细胞释放信号（如单核细胞趋化蛋白1 MCP1、LTB4、Gasdermin、弹性蛋白酶和髓过氧化物酶），以进一步招募更多炎症细胞。

先天免疫细胞动用多种抗微生物武器来杀死或灭活入侵病原体，包括产生活性氧（ROS）、脱颗粒以及释放中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）。虽然中性粒细胞具有吞噬能力，但巨噬细胞通常被认为是清除基质碎片和死亡细胞（包括耗尽的中性粒细胞）的专业细胞。巨噬细胞通过凋亡小体吞噬作用清除伤口中的凋亡中性粒细胞，这是中性粒细胞清除的主要机制，但也观察到中性粒细胞从伤口逆向迁移的现象。

凋亡小体吞噬作用以及IL-4和IL-13的作用，会诱导巨噬细胞向促分解功能转变。中性粒细胞和巨噬细胞在驱动伤口血管生成及其分解方面起着基础作用。巨噬细胞会从新生血管末端顶部移除抑制性中性粒细胞，并产生血管内皮生长因子A（VEGFA）。

缩写说明:CXCL8: CXC趋化因子配体8；LTB4:白三烯B4；DAMPs:损伤相关分子模式；PAMPs:病原相关分子模式；MCP1:单核细胞趋化蛋白1；ROS:活性氧；NETs:中性粒细胞胞外诱补网；VEGFA:血管内皮生长因子A

**巨噬细胞表型在修复过程中的动态变化**

巨噬细胞从促炎表型向抗炎表型的动态变化，对于协调愈合的各个阶段至关重要。尽管已知巨噬细胞的活化是一个连续的光谱，但在伤口愈合过程中的不同阶段，可以区分几种主要的活化类型。在伤口愈合的早期阶段，巨噬细胞呈现出特征性的促炎表型（传统上被称为M1表型）。M1表型的激活由伤口部位产生的DAMPs和其他炎症信号（如IFNγ和TNF）诱导。M1巨噬细胞具有细胞毒性和抗微生物活性，并表达TNF以及白介素IL-1β和IL-6。

在愈合的后期阶段，巨噬细胞会转变为M2表型（或“替代激活的巨噬细胞”）。M2表型的激活可以由IL-4和IL-13诱导，这些细胞因子通常由嗜碱性粒细胞、辅助性T细胞2型和滤泡辅助性T细胞等多种细胞类型分泌。这个转变还涉及巨噬细胞代谢的变化。在早期阶段，伤口巨噬细胞产生线粒体ROS并驱动几个早期修复过程，而在后期阶段，巨噬细胞以线粒体呼吸和促分解功能为特征。

巨噬细胞向促分解功能转变的关键触发因素之一可能是它们对凋亡中性粒细胞的清除（称为“凋亡小体吞噬”），这也促进巨噬细胞产生和分泌脂氧素（lipoxin。它是一类由花生四烯酸衍生的脂质介质，具有抗炎和促分解的特性，在炎症解决过程中起重要作用。），从而推动炎症的解决。促分解活动包括清除凋亡的中性粒细胞、停止炎症信号以及抑制类花生酸的产生。脂氧素还通过抑制中性粒细胞进入伤口并促进单核细胞迁移及其最终向引流淋巴结的迁移，进一步促进炎症的解决。

**巨噬细胞对其他细胞谱系的调控**

在伤口部位，巨噬细胞被认为调控了许多其他细胞谱系的行为——从成纤维细胞到血管的内皮细胞，以及其他较少研究的谱系（如脂肪细胞和黑色素细胞），这些细胞也在修复过程中发挥作用。这些影响是动态的，并会随愈合的时间进程发生变化。

通过条件性白喉毒素靶向杀死伤口早期阶段的巨噬细胞，会导致伤口血管生成减少，再上皮化延迟，并减少瘢痕形成。相反，如果巨噬细胞的清除仅在中期修复阶段进行，则会发生出血并延迟伤口闭合。

**巨噬细胞如何通过成纤维细胞驱动瘢痕沉积**

成人组织的伤口愈合往往不够完善，而哺乳动物皮肤的修复通常会导致瘢痕形成。瘢痕的特征是伤口部位修复的结缔组织中细胞数量较少，并伴有过度交联的胶原纤维基质，这会导致生物力学性能受损，并缺乏皮肤附属结构。增生性瘢痕局限于伤口部位，而瘢痕疙瘩则会扩展到伤口以外的区域。尽管小鼠皮肤与人类皮肤有很大不同，但许多关于瘢痕形成机制的最新研究见解来源于小鼠研究，这些见解可能揭示了人类皮肤在损伤后形成瘢痕的潜在机制。

图4 |成纤维细胞在伤口部位调控ECM重塑中的作用

来自不同解剖位置的多种成纤维细胞谱系通过机械信号和炎症巨噬细胞的信号介导伤口基质的沉积。左侧：研究显示，在小鼠背部皮肤中，真皮中的乳头层成纤维细胞和网状层成纤维细胞来源于不同的皮下祖细胞。右侧：来自皮肤不同微解剖位置的成纤维细胞参与伤口愈合，但表达Engrailed 1 (EN1)或相关同源盒1 (PRRX1)的成纤维细胞更倾向于促成瘢痕形成。

缩写说明:ECM:胶原基质（细胞外基质）

瘢痕中的新胶原主要由成纤维细胞及其衍生的肌成纤维细胞沉积而成。近年来，研究发现这些细胞具有显著的异质性，不同亚群可能以不同方式对瘢痕形成产生贡献。多项针对小鼠皮肤伤口愈合的研究表明，皮肤伤口边缘成纤维细胞的微解剖位置至关重要。浅表的乳头层成纤维细胞对瘢痕形成的贡献较少，而更深层的网状层及皮下组织的成纤维细胞在伤口早期的成纤维细胞浸润中占主导地位。这些深层细胞更容易形成瘢痕，而不如乳头层成纤维细胞那样能够促进附属结构的再生。

这些微解剖差异可能反映了这些成纤维细胞不同的发育来源以及分子特征。在小鼠背部皮肤中，乳头层成纤维细胞来源于胚胎皮肤中表达LRIG1的细胞，而网状层和皮下组织的成纤维细胞则由表达DLK1的胚胎细胞定植。进一步研究显示，不同成纤维细胞群体之间在皮肤发育过程中存在竞争，而表达Engrailed 1（EN1）的成纤维细胞往往在出生后被招募至伤口并对瘢痕形成产生贡献。抑制EN1活化或将不表达EN1的成纤维细胞移植到伤口中可以减少瘢痕形成并实现更具再生性的修复。

长期以来，人们认识到炎症是驱动修复后瘢痕形成和纤维化反应的关键因素。哺乳动物胚胎在损伤后不会形成瘢痕，至少在发育的某个过渡阶段之前不会出现。这一发育阶段与巨噬细胞首次渗入任何组织损伤部位的时间点一致，表明这种细胞谱系可能在很大程度上负责信号传递以驱动纤维化反应。此外，尽管巨噬细胞在成人伤口愈合的多个环节中具有关键作用，基因敲除转录因子PU.1的幼鼠（因而缺乏白细胞）能够快速修复伤口，并且几乎不留瘢痕，这与其野生型同胞以及胚胎中观察到的修复更为相似。

如果巨噬细胞在一定程度上负责驱动纤维化，那么它们如何向成纤维细胞传递信号以影响后者？多项研究探讨了这些信号以及它们对成纤维细胞的细胞和分子响应的影响。可能的信号包括Wnt、TGFβ、PDGF和RELMα（抗抗生素相关分子α，resistin-like molecule alpha）。作为下游响应，伤口成纤维细胞转变为具有收缩功能的肌成纤维细胞，并上调多种瘢痕效应分子，包括骨桥蛋白（osteopontin）和赖氨酰羟化酶2（lysyl hydroxylase 2），后者可交联胶原纤维，使其对重塑具有抗性。

在深层伤口中，一些瘢痕胶原可能并非完全新合成的胶原。最近的小鼠研究表明，筋膜中的胶原可以由筋膜驻留成纤维细胞拖动至伤口空间以快速填充缺损。如果这一过程被阻止，则会导致形成慢性开放性伤口。

**瘢痕形成的解剖学影响**

除了细胞微解剖差异外，身体的整体解剖位置对瘢痕形成的倾向也存在显著差异。例如，背部皮肤非常容易形成瘢痕，而口腔的瘢痕形成倾向则很低。这些差异可能由效应成纤维细胞的分子异质性以及发育来源的差异共同决定，同时也与不同身体部位细胞所经历的机械力有关。研究发现，组织力学在纤维化途径中具有重要作用，小鼠研究显示机械力通过FAK-ERK-MCP1信号通路激活纤维化并增加炎症。然而，抑制伤口成纤维细胞的机械转导不仅能够通过减少炎症抑制纤维化，还能在成纤维细胞中激活促再生的转录特征。

进一步的证据表明机械信号在伤口愈合中的重要性。例如，携带机械感受受体PIEZO1突变的小鼠伤口愈合加快。同样，缺失膜锚定的YAP（Yes-associated protein）活性抑制因子THY1的小鼠表现出增强的表皮修复和毛囊再生。此外，在小鼠背部伤口中，药理性抑制YAP-TAZ（带有PDZ结合基序的转录辅激活因子）能够阻止一部分成纤维细胞中EN1的表达，从而改善伤口愈合并减少纤维化。

**伤口血管生成与淋巴管生成**

皮肤损伤通常会导致局部血管结构的破坏，这些血管必须在修复过程中得到恢复，并显著增加密度以满足更高的氧气和代谢需求。

这种伤口血管生成遵循一个可重复的模式，最初通过组织学技术进行研究，随后在小鼠和斑马鱼的最新成像方法中得到了进一步的验证。这种致密血管网络的颗粒状外观使伤口结缔组织被称为“肉芽组织”。血管生成反应在损伤后数小时内启动，新生血管芽逐渐形成毛细血管床，其密度比相邻正常组织高出数倍。

伤口愈合过程中的主要促血管生成因子是血管内皮生长因子A（VEGFA），由伤口边缘的上皮细胞和巨噬细胞释放。 斑马鱼幼体伤后体内成像显示，巨噬细胞首先将抑制性的中性粒细胞从血管芽顶部移除，然后与新的血管芽紧密结合，并表达高水平的VEGFA。其他斑马鱼研究显示，断裂的血管会延长并相互吻合，随后通过内皮细胞的增殖使其变得扭曲。之后，伤口巨噬细胞会发生表型转换（见上文），这一过程对其在后期作为血管生成修整阶段的关键驱动因素而言至关重要。

如果在伤口反应早期敲除巨噬细胞，会抑制伤口血管生成；而在后期敲除巨噬细胞或强制其维持促炎状态，则会阻碍血管生成的修整或修剪过程。这些在斑马鱼中的观察结果与小鼠研究相辅相成，在小鼠中，伤口反应早期阶段敲除巨噬细胞会减少血管化肉芽组织的形成。其他重要的信号包括某些成纤维细胞生长因子（主要是FGF2）和色素上皮衍生因子（PEDF）。在小鼠中激活Sprouty2会抑制伤口内皮细胞的增殖和分化，而敲除PEDF或其受体的小鼠在促血管生成阶段表现出过高的毛细血管密度以及延迟的修剪过程。此外，巨噬细胞可能对血管完整性的最终恢复起关键作用，因为由伤口巨噬细胞表达的两性生长因子（Amphiregulin）能够诱导周细胞的活化和分化，从而恢复成熟的创伤后血管结构。

淋巴管是高等脊椎动物的第二套脉管系统，在维持组织体液平衡和免疫监测中起重要作用。淋巴管在皮肤伤口部位受损后需要修复，与血管类似，这一过程部分由巨噬细胞信号驱动。伤口淋巴管生成通过原有初级淋巴管的扩展实现。已有研究报道了多种可能介导淋巴管生成的分子，包括前列腺素E2受体（EP3和EP4）以及受体活性修饰蛋白1（RAMP1）。然而，淋巴管芽形成最具说服力的介导因子是VEGF受体3（VEGFR3）及其配体VEGFC和VEGFD。在小鼠中过表达VEGFC可增加淋巴管密度，并在多种皮肤炎症模型中加速水肿的消退。相反，抑制淋巴管生成会延迟水肿的消退。

**其他免疫细胞在伤口愈合中的作用**

虽然中性粒细胞和巨噬细胞是研究最多的免疫细胞，并且在急性皮肤伤口愈合中发挥主要作用，但其他免疫细胞显然也参与了这一过程。

**肥大细胞与嗜酸性粒细胞在伤口愈合中的作用**

肥大细胞是一种先天性免疫细胞类型，长期以来被认为在伤口愈合中发挥作用。除了其在过敏反应中的既定作用外，肥大细胞还会被招募至组织损伤部位，并在整个修复过程中存在。凝血通过由因子XII产生的过敏毒素C3a和C5a触发肥大细胞的初始招募。然而，肥大细胞是否在修复过程中具有不可替代的作用仍存在争议。例如，缺乏酪氨酸激酶受体Kit的小鼠肥大细胞数量显著减少，并表现出皮肤伤口愈合受损。然而，后续的研究通过其他遗传策略减少肥大细胞数量，发现伤口愈合几乎没有变化。

嗜酸性粒细胞在皮肤修复过程的各个阶段也高度存在，表明其可能具有潜在作用。然而，目前尚无相关敲除研究直接验证这一假设。

尽管伤口愈合的炎症研究主要集中在先天免疫反应上，但几种淋巴细胞也驻留于皮肤，并在皮肤伤口愈合中起重要作用。

**T细胞**

皮肤中富含γδT细胞，它们在胚胎发育早期定植并在皮肤的稳态和修复中起关键作用。在小鼠中，表皮树突状γδT细胞呈蜘蛛状，其树突延伸至角质层并锚定在角质形成细胞连接处。这些哨兵细胞在受伤后数小时内会发生形态学变化，从感知性的树突状形态转变为活化的圆形表型。如果基因敲除这些细胞，伤口愈合会严重延迟。在伤口中，γδT细胞产生成纤维细胞生长因子（FGFs），特别是FGF7和FGF10，以及胰岛素样生长因子1（IGF1），这些因子对角质形成细胞具有营养作用并推动再上皮化。此外，γδT细胞分泌FGF9，在伤口后诱导毛囊新生。皮肤γδT细胞可能还参与了先天免疫细胞向伤口的招募。  

人类表皮γδT细胞没有树突状形态，其归巢、抗原识别和活化的分子机制也与小鼠不同。然而，研究表明，人类表皮γδT细胞通过分泌IGF1促进伤口愈合。

调节性T细胞（Treg）在未受伤的皮肤中存在于人类和小鼠体内。在小鼠中，它们抑制自发性自身免疫并在伤口修复完成后促进炎症的消退。Treg细胞大量存在于未受伤皮肤的毛囊中，并在损伤后活化并大量积聚于伤口部位。如果在小鼠模型中去除Treg细胞，皮肤修复会延迟且炎症加剧。Treg细胞的抑制功能还可能与瘢痕形成有关，因为在小鼠研究中条件性敲除Treg细胞中的GATA3会导致真皮纤维化增加。

皮肤驻留性记忆T细胞（TRM）长期驻留于皮肤中，其主要功能是抵御病毒感染。在活化后，TRM细胞通过直接杀死病毒感染的细胞以及诱导皮肤的广泛抗病毒状态发挥作用，包括促进角质形成细胞释放干扰素γ（IFNγ）。TRM的活化通过分泌炎症蛋白和调节基因表达改变周围组织的状态，从而保护组织免受再次感染。

**B细胞**

人类皮肤中存在驻留型B细胞群体以及循环型B细胞群体。除了通过释放抗体防止感染外，研究表明某些B细胞亚群还促进伤口愈合。小鼠腹腔中的主要B细胞群体B1细胞能够浸润伤口，在伤口中分化为吞噬细胞。缺乏B1细胞的小鼠表现出中性粒细胞招募增加和新生血管形成，同时伤口修复延迟。同样，缺乏CD19的小鼠（B细胞缺失）显示出延迟的伤口愈合，而B细胞中过表达CD19可以增强伤口愈合能力。

**先天性淋巴细胞**

先天性淋巴细胞（ILCs）是一组不表达抗原特异性受体的先天性细胞。根据其转录因子、激活细胞因子及效应细胞因子的表达，ILCs可分为三类：ILC1、ILC2和ILC3。在这三类中，ILC2在皮肤伤口愈合中起非冗余作用。皮肤损伤后ILC2的IL-33依赖性反应被抑制会损害再上皮化。

**其他细胞类型对皮肤修复的贡献**

除了炎症反应，伤口愈合研究的重点一直是表皮、结缔组织成纤维细胞和血管内皮细胞。然而，新发现的细胞类型——脂肪细胞、黑色素细胞和皮肤神经——也对伤口修复做出了重要贡献。

**脂肪细胞**

最近的研究支持脂肪细胞及其前体脂肪前体细胞在伤口修复中的直接作用。在果蝇蛹中，脂肪体细胞（等同于脊椎动物的脂肪细胞）向伤口迁移，封闭伤口，吞噬碎片并产生抗菌肽。研究表明，脊椎动物脂肪细胞在伤口愈合中的作用可能与此类似。在小鼠中，脂肪生成受损会导致皮肤感染增加，提示脂肪细胞可能具有抗菌功能。

小鼠研究还显示，伤口附近的脂肪细胞会发生脂解，将脂肪酸释放到伤口床中，表明其具有营养功能并可能参与巨噬细胞活化。脂肪前体细胞在增殖阶段分化为成熟的脂肪细胞并填充皮肤伤口。重要的是，抑制脂肪前体细胞的分化会导致成纤维细胞招募受损、基质沉积减少以及伤口血管生成受损。

一些研究表明，伤口附近的脂肪细胞可能在脂解后变得具有运动能力并迁移到伤口床中，但这些细胞是否能够在伤口部位进一步转分化为肌成纤维细胞仍存在争议。相反，肌成纤维细胞向脂肪细胞转分化的情况似乎在伤口部位可能发生。这些发现挑战了将脂肪细胞视为终末分化细胞的传统观点，并表明其可塑性可能在伤口修复中非常重要。

**黑色素细胞**

黑色素细胞会响应组织损伤信号，导致猪模型和患者出现色素异常。在斑马鱼幼体的外来物模型中，慢性炎症反应足以诱导黑色素细胞及其前体（黑色素母细胞）迁移到伤口。黑色素细胞的招募晚于中性粒细胞和巨噬细胞，并且依赖于炎症，因为通过基因敲低spi1b（PU.1的斑马鱼同源基因）消除髓系细胞会阻断黑色素细胞的招募。在体外研究中，与M2巨噬细胞共培养的黑色素细胞比与M1巨噬细胞共培养的黑色素细胞合成更多的黑色素。这表明黑色素细胞招募的延迟可能与巨噬细胞的表型转变有关，而瘢痕的色素过度沉着可能与M2巨噬细胞表型相关。小鼠伤口研究还显示黑色素细胞与分泌Wnt的上皮细胞相互作用，后者可能进一步促进表皮黑色素细胞的生成。

图5 |其他细胞类型在伤口愈合中的作用

除了伤口愈合反应中已经深入研究的细胞类型外，一些较少研究的细胞谱系似乎也有所贡献。

真皮脂肪细胞在伤口愈合中具有复杂作用。在受伤后，伤口边缘的脂肪细胞发生脂解，释放游离脂肪酸，从而激活巨噬细胞并诱导血管生成。当真皮脂肪细胞耗尽其脂质储备后，它们会去分化为肌成纤维细胞，并迁移到伤口床，在那里分泌细胞外基质（ECM）成分。

表皮附属结构（包括毛发和腺体残端细胞）可能通过提供表皮干细胞，不仅促进再上皮化，还促进自身再生。表皮细胞产生的Wnt配体对于毛囊相关的黑色素干细胞（McSc）中的Wnt通路激活是必需的，这些黑色素干细胞随后会为修复皮肤中的表皮黑色素细胞提供来源。黑色素母细胞和黑色素细胞向伤口的募集依赖于炎症，可能与巨噬细胞表型的转变有关。

此外，伴随着先天性伤口炎症反应，驻留于皮肤的不同γδT细胞谱系也促进伤口愈合。树突状表皮γδT细胞（DETCs），表达Vγ5，在表皮中进行免疫监视，并释放成纤维细胞生长因子7（FGF7）和胰岛素样生长因子1（IGF1），从而促进角质形成细胞增殖。表皮中的DETCs与真皮中的Vγ4+γδT细胞共同通过分泌FGF9诱导毛囊干细胞（HFSCs）的增殖。感觉神经和神经胶质细胞谱系似乎也在皮肤修复中发挥作用。

缩写说明:ECM:胶原基质（细胞外基质）；McSc:黑素干细胞；DETCs:树突状表皮γδT细胞；FGF7:成纤维细胞生长因子7；IGF1:胰岛素样生长因子1；HFSCs:毛囊干细胞。

**神经支配与皮肤修复**

尽管已知神经在某些物种（如墨西哥钝口螈）肢体的再生中发挥关键作用，但神经在皮肤伤口愈合中的作用仍不明确。早期在鸡和小鼠中的研究表明，去神经化组织的伤口愈合延迟或受损，这可能部分由于神经诱导肌成纤维细胞分化的功能失效。

小鼠研究显示，皮肤神经末梢和施旺细胞围绕毛囊中的Lgr6+表皮干细胞分布，而去神经化会使这些细胞转变为分化状态，从而损害伤口的再上皮化。感知神经也是皮肤中Shh（刺猬信号分子）的来源，其诱导Gli1表达，这种表达的细胞能够通过转变为表皮干细胞促进伤口愈合。

与皮肤血管损伤类似，皮肤的神经支配也可能受到损伤。斑马鱼的轴突切断研究显示，轴突碎片由巨噬细胞和表皮细胞清除。此外，研究表明H₂O₂可能对感觉轴突的再支配至关重要，因为其抑制会阻碍伤口中轴突的再生。在某些情况下，伤口还可能诱导皮肤神经的萌发。在成年皮肤伤口中，这通常是暂时的，与伤口血管生成相似，但在胚胎和新生期，伤口可能驱动持久的过度神经化和敏感性。

引发过度神经化的信号似乎不依赖于巨噬细胞，但可能包括神经营养因子NT3（神经营养因子3）。敲低或用抗体阻断NT3能够减弱伤口诱导的过度神经化。NT3在受伤表皮中上调，并可能通过结合神经末梢或非神经细胞上的Trk受体刺激感觉神经的萌发。

**理解伤口愈合的新工具和新方法**

随着成像技术和图像分析的最新发展，科学家能够更深入地理解伤口愈合过程。这些技术还可以为数学模型提供数据支持，而数学模型反过来可以指导进一步的实验研究。此外，大量的群体健康数据有助于揭示患者在伤口愈合结果中的遗传变异基础，并推动个性化治疗策略的发展。

**成像技术和数学模型在伤口愈合中的应用**

过去几十年，成像技术的进步让我们能够以前所未有的方式观察细胞和组织。共聚焦显微镜可以高空间时间分辨率地对更透明的活组织成像，从而精确辨别分子和细胞特征。双光子显微镜使用更长波长的光子（能量较低，穿透力更强），实现对样本的更深层成像，同时减少组织损伤。光片荧光显微镜通过平面照明策略进一步减少光毒性，并能在较长时间和显著深度内快速实现三维成像。光声成像结合光激发和超声检测，允许对不太透明的组织甚至临床组织进行动态映射，可追踪内源性发色团，如黑色素、脂质和胶原蛋白。

结合不同细胞谱系的遗传荧光标记，这些新型成像技术使我们能够收集大量的时间序列电影数据，记录各种细胞谱系在修复中的贡献，尤其是在一些透明的模型生物（如斑马鱼和果蝇）中，甚至在一些通常不透明的模型生物（如小鼠）的内部器官修复中，通过体内显微镜成像也成为可能。

这些成像数据（通常以电影形式存在）的分析已成为瓶颈，促使科学家采用机器学习和其他数学方法对数据集进行研究。例如，在果蝇的研究中，利用荧光标记的巨噬细胞在蛹翅中的大规模追踪数据结合贝叶斯推断，科学家描述了可能吸引这些细胞到伤口的伤口趋化因子的时空特性。这种方法揭示了伤口信号的持续时间和扩散系数，数学分析表明该扩散速度比小分子（如ATP或H₂O₂）慢得多，表明更大的大分子可能是主要的趋化因子。

与此相关的是伤口修复反应各个方面（从血管生成到瘢痕沉积）数学建模的悠久历史。这些模型中一些最优秀的可以在开始动物实验之前进行计算机测试。例如，一项最新研究使用人工智能方法测试了在脂肪细胞、成纤维细胞以及胶原蛋白沉积和交联为主要参与者的情况下，驱动瘢痕形成的限制性机制。结果表明，胶原蛋白交联是主要驱动因素。

这种预测性数学研究为后续的动物实验提供了重要线索，并通过与实验的迭代使用，能够减少动物使用并揭示生物学无法单独解答的洞见。

**组学技术与个性化医学的潜力**

有关伤口愈合研究的大数据的爆发性增长，包括单细胞RNA测序研究产生的组学数据集，这些数据来自各种伤口模型和场景的组织研究。此外，还有一些表观基因组学和蛋白质组学研究，甚至微生物组学研究。这些研究与上述成像数据集类似，生成了需要强大分析方法的大量数据。

新的数学工具可以报告细胞命运和行为的“轨迹”，并将同一细胞的多组学分析联系起来，特别是针对伤口成纤维细胞。其他算法能够从各种组学数据集中揭示哪些细胞可能通过哪些信号通路“交流”。

尽管大部分此类工作来自小鼠伤口模型，但一些组学数据集来自人类群体的研究。迄今为止，我们对伤口愈合的遗传学理解大多来自模型生物的研究，但忽略人类相关研究可能是一个损失。人类皮肤修复的里程碑式研究已经存在并进行了临床试验，但尚未系统地采用群体健康方法研究伤口愈合机制，尽管所有人群中愈合效率存在显著差异。例如，男性与女性、年轻人与老年人，以及深色皮肤个体更容易形成瘢痕疙瘩的差异都已知。然而，在每一人群中，愈合效率都存在一定范围，这些差异现在可以利用最新的群体健康方法进行研究。

这种基于人群数据的无偏方法已对许多其他人类病理学（如糖尿病）产生了重大启示，并无疑为识别控制伤口愈合和瘢痕形成的临床重要基因提供了新途径。当然，任何识别出的基因都需要在各种动物模型中进行功能验证和机制研究。此外，可以利用这些人群间的差异来探索个性化药物在伤口修复中的应用，正如其在癌症医学中的成功应用一样。例如，在基因组签名的指导下，可以预测某种阻瘢疗法对某位即将进行剖宫产的母亲是否更有效。

**结论与展望**

我们已经对不同细胞类型如何参与健康皮肤伤口愈合以及驱动其行为的多种信号（包括机械和化学信号）有了相当多的了解。免疫细胞对所有其他细胞谱系行为的调节在伤口闭合中起到了基础作用，并可能成为改善愈合结果的关键治疗靶点。动物模型和患者研究提供的大数据分析，应该很快能帮助我们开发更好的治疗方法，以解决伤口修复中的极端病理问题，如瘢痕形成和慢性伤口愈合问题。

皮肤以下组织和器官对伤口愈合的启示

身体的不同器官在组织损伤后的修复和再生能力各不相同。尽管它们的修复机制存在许多相似之处，但也存在显著的差异。这些相似性和差异性为研究领域的交叉提供了机会，例如提供如何改善皮肤修复的见解。

肝脏被认为是哺乳动物中再生能力最强的组织，能够实现无瘢痕修复。小鼠在肝脏修复的不同阶段进行的巨噬细胞耗竭研究显示，巨噬细胞不仅能够驱动纤维化，还能够清除瘢痕胶原蛋白，这表明这一能力可能在皮肤中也可以实现。在肝脏和肺中，新发现了一种炎症细胞来源，称为“腔隙巨噬细胞”，这些细胞并不主动迁移，而是被动“漂浮”后附着在伤口部位。炎症细胞的替代来源和表型显然在决定伤口部位修复质量方面具有重要意义。

肝脏还揭示了不同的非免疫细胞谱系如何对损伤作出反应。例如，在冷损伤的肝脏中，肝细胞会发生凋亡，而胆管细胞则进入衰老状态，这会驱动纤维化。因此，对于这些细胞而言，清除衰老细胞（Senolytics）可能是促进良好修复的最佳治疗方法。

在小鼠心脏中，心肌组织的修复在出生后第5天之前保持无瘢痕状态，而皮肤组织从胎儿晚期就开始形成瘢痕。这可能是因为这两种组织的巨噬细胞发育来源存在微妙差异，并且瘢痕形成的转变可能与胚胎卵黄囊来源的组织驻留巨噬细胞数量的减少有关。然而，这并非全部原因，因为在新生小鼠和成年斑马鱼中，心脏的完全再生似乎还与分化的心肌细胞增殖能力有关，而这种能力在成年哺乳动物心脏中基本关闭。

其他组织也有越来越多的关于修复的研究文献，包括骨骼肌和骨骼。在这些组织中，可能存在一些可以直接推广到皮肤修复的见解，同时也存在一些差异，这些差异表明可以通过治疗手段改进皮肤修复。例如，在腱的研究中，腱几乎完全由高度排列的胶原束和唯一的成纤维样细胞谱系组成。一些研究团队正在揭示昼夜节律如何显著影响胶原蛋白的日常沉积以及损伤后的修复；现有明确证据表明，昼夜节律对皮肤修复也具有重大影响。