Nat Commun丨雷明星團隊闡述皮膚類器官再生毛囊的機制

類器官技術已成為解析組織發育機制的核心工具，然而在皮膚類器官的體外培養過程中，結構不成熟、與生理皮膚形態存在顯著差異的問題始終未能有效解決。研究表明，3D培養體系中形成的低氧環境，是調控類器官形態發生的關鍵因素，但表皮與真皮細胞如何協同響應低氧信號、完成平面化自組裝，仍是領域內尚未破解的關鍵難題。近日，重慶大學雷明星團隊的相關研究成果發表于Nature Communications，論文標題為Metabolic adaptation drives self-organization during skin organoid morphogenesis，該研究揭示了低氧誘導的代謝適配機制，為皮膚類器官的培養優化與功能提升提供了新的干預方向。

研究團隊以皮膚類器官為研究模型，整合多組學分析、分子功能干預等多種技術手段，從低氧微環境調控與細胞代謝應答的角度切入，系統破解了皮膚類器官平面化自組裝的核心分子機制。從機制層面來看，類器官培養體系中存在雙梯度低氧微環境，Hif1a作為核心調控因子，可介導表皮細胞通過糖酵解途徑適應低氧環境，進而驅動表皮與真皮細胞發生組織相分離，最終完成表皮層的平面化轉化，這一整個過程的有序推進，均依賴Hif1a的精準調控。

該研究在臨床前類器官模型中取得兩大關鍵突破：第一，明確低氧誘導的代謝適配是皮膚類器官平面化的核心驅動力，Hif1a介導的糖酵解過程與雙梯度低氧微環境協同作用，共同推動表皮細胞從囊狀結構向平面結構轉化；第二，發現低氧環境可激活溶酶體水解酶，有效清除表皮平面化過程中產生的角質碎片，與此同時，真皮成纖維細胞通過視黃醇代謝參與基底膜的形成，二者協同作用，共同保障皮膚類器官的結構成熟與功能完善。

本研究首次揭示了低氧誘導的代謝適配在皮膚類器官平面化自組裝中的核心作用，揭示了低氧調控類器官形態發生的機制。依托這一明確的調控機制，研究為優化皮膚類器官培養體系、推動其向臨床轉化提供了全新的理論依據與實踐干預思路。

重慶大學生物工程學院雷明星教授、美國南加州大學鐘正明院士、陸軍軍醫大學西南醫院燒傷研究所羅高興教授為本文共同通訊作者，重慶大學蔣璟瑋博士為本文第一作者。

https://www.nature.com/articles/s41467-026-71709-0

制版人： 十一

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