蟹足腫的單細胞基因與調控網路圖譜

蟹足腫迄今仍沒有理想的治療方式。我們最近發現caveolin-1 (Cav1)膜蛋白在蟹足腫中有比較低的表現量，而這與蟹足腫纖維母細胞對於機械力刺激的過度反應有關(Hsu et al., JID 2018)。此外，我們發現在罹患蟹足腫病患之傷口癒合過程中，有22個不同於對照組的分子表現路徑，其中包含NOTCH及Toll-like receptor分子訊息路徑(Onoufriadis, Hsu et al., JID 2018)。然而，目前對於蟹足腫的病理成因與細胞異質性的相關知識是十分缺乏的。近年來，大規模並列轉錄學(large-scale parallel transcriptomics)的突破，讓我們得以研究病灶的基因表現甚至於上游的表觀調控。然而傳統核醣核酸次世代定序(bulk-RNA-seq)之研究方法只能提供基因表現之概括訊息，並無法了解單一蟹足腫中不同纖維母細胞亞群(subpopulations)彼此相異的基因表現情形。本研究主要目的為透過單細胞技術尋找「蟹足腫前驅細胞」(keloid progenitor cells)的起源，來找出蟹足腫纖維母細胞關鍵訊息傳導路徑。我們假設蟹足腫是一個由多種細胞亞群構成的疾病，這些細胞群體源自一種或多種前驅細胞。而且這些前驅細胞來自某些關鍵基因或調節機制的異常，導致纖維母細胞在傷口復原過程中走向病態。本研究目標如下：目標一:依照之前研究的方法(Onoufriadis, Hsu et al., JID 2018)我們將在蟹足腫患者的臀部正常皮膚同一位置進行三次切片以研究早期（兩天）與晚期(六週)的傷口變化。利用單細胞核醣核酸次世代定序尋找蟹足腫前驅細胞，並配合全基因組染色質可及性定序(ATAC-seq)來找尋關鍵的調控因子。目標二：我們將在Cav1基因突變小鼠皮膚傷口上施加張力，建立蟹足腫之動物模式來了解急性及晚期傷口癒合。目標三:我們將從先前的RNA-seq及ATAC-seq數據庫中尋找造成小鼠模式和人類蟹足腫的調控因子。並利用lentivirus sh-RNA transfection在老鼠局部傷口改變調控因子的表現以確認作用機轉。並利用局部小分子來進行臨床前期測試。這些研究不只將使我們對於蟹足腫的病理成因有更進一步的了解，也讓我們對於調控細胞的基因表現網路有更清楚的認識。