近日，海南大学生命健康学院免疫调控与成像团队在国际期刊Communications Biology上发表题为“The crosstalk of monocyte-neutrophil in hair follicles regulates neutrophil transepidermal migration in contact dermatitis”的研究论文。研究开发了一种多色荧光标记的皮肤活体成像技术，可视化解析了接触性皮炎中单核细胞介导中性粒细胞经毛囊跨表皮迁移的行为及其作用机制。
图1. 单核细胞调控中性粒细胞跨表皮迁移示意图
中性粒细胞的组织浸润如同一把双刃剑，其既可抵御病原体感染、帮助伤口修复，也可能介导炎症组织损伤加重，因此控制中性粒细胞的平衡稳态十分重要。中性粒细胞在表皮的过度积累和浸润是炎症性皮肤病的重要标志，可介导包括接触性皮炎（CD）、特应性皮炎（AD）及银屑病多种炎症性皮肤疾病恶化，严重影响病患者的生活品质。然而当前皮肤炎症微环境内中性粒细胞从真皮迁移浸润至表皮的时空动态规律还很不清楚，其跨表皮迁移的细胞和分子机制也很大程度上是未知的。因此，亟待发展可同时表征单核细胞、中性粒细胞和表皮角质细胞的活体可视化成像技术，在炎症微环境中实时动态捕捉单核细胞、中性粒细胞、角质细胞的动态互作过程。
针对上述挑战，研究团队建立了基于骨髓嵌合体小鼠的皮肤活体成像技术。首先通过构建表皮角质细胞表达EYFP（Krt14-EYFP），骨髓中单核细胞表达GFP（Cx3cr1-GFP）、中性粒细胞表达RFP（Lyz2-RFP）的三色荧光嵌合体小鼠（Krt14EYFPCx3cr1GFPLyz2RFP），实现了皮肤炎症微环境中单核细胞、中性粒细胞及角质细胞的高效区分标记（图2），炎症皮肤中浸润的GFP阳性细胞90%以上为单核细胞，RFP阳性细胞90%以上为中性粒细胞，YFP则用于标记表皮角质细胞，实现了中性粒细胞跨表皮迁移的可视化研究。
图2 .构建三色荧光标记的骨髓嵌合体小鼠
进一步，研究者通过对皮肤炎症微环境进行活体成像观测，发现了毛囊区域是中性粒细胞跨表皮迁移的重要区域，大部分单核细胞（61.53%）和中性粒细胞（60.54%）在毛囊区域动态互作，且毛囊区域中性粒细胞的累积荧光强度是非毛囊区的3.2倍，提示了毛囊区表皮可能是中性粒细胞迁移的重要通道。接着研究者使用氯磷酸脂质体剔除单核细胞后，发现中性粒细胞的跨表皮迁移得到显著缓解。使用基质金属蛋白酶（MMP）抑制剂以及MMP-9基因缺陷小鼠进行皮肤炎症造模，发现了MMP-9是调控中性粒细胞跨表皮迁移的关键分子，而单核细胞来源的TNF-α和CXCL2参与了激活中性粒细胞，释放MMP-9的过程，从而解析了单核细胞作为介导中性粒细胞跨表皮迁移的“gatekeeper”作用机制。
综上所述，本研究构建的多色荧光标记技术为炎症性皮肤疾病提供了一个高时空分辨率的成像平台，探索了单核细胞在皮肤炎症中介导中性粒细胞的表皮跨迁移的动态过程和调控机制。该工作得到国家自然科学基金项目（32330048,82371857）、海南省科技人才创新工程项目（KJRC2023B09）以及武汉光电国家研究中心创新基金的资助。海南大学张智红教授、骆清铭教授及刘征研究员为文章的共同通讯作者，华中科技大学武汉光电国家研究中心为共同合作单位。课题组博士后范展为文章的第一作者，课题组成员许逸伦、鲁亚芳、李鑫琳、徐梦丽、刘金鑫、蔡浈桢、刘佳阳、苏经平、王佳璐共同参与了相关工作。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s42003-025-07960-w
