芯空一号快讯 | 空间转录组揭示种植体周围炎的炎症调控新机制
题目：Inflammatory myofibroblasts reprogram neutrophil fate to drive chronic inflammation in peri-implantitis
期刊：International journal of oral science
影响因子：17.6
DOI：10.1038/s41368-026-00447-2
研究背景
种植体周围炎（peri-implantitis, PI）是影响口腔种植长期成功的重要炎症性疾病，其主要表现为种植体周围软组织炎症以及持续性的骨组织吸收。尽管临床治疗手段不断发展，但部分患者仍会出现炎症反复和进行性组织破坏，其背后的慢性炎症维持机制仍未被完全阐明。
过去研究通常将中性粒细胞等免疫细胞视为推动炎症发展的主要因素，但近年来越来越多研究发现，组织中的结构细胞同样具有主动调控免疫反应的能力。其中，成纤维细胞不仅参与组织修复和细胞外基质重塑，还能够通过释放信号分子影响免疫细胞募集、活化及功能状态。
那么，在种植体周围炎这一长期炎症环境中，成纤维细胞是否会参与塑造免疫微环境？中性粒细胞又如何从短暂的炎症响应细胞转变为持续存在的炎症驱动因素？
基于这一科学问题，近期在International journal of oral science发表的研究结合单细胞转录组与空间转录组技术，从细胞状态和空间组织结构两个层面解析种植体周围炎微环境，揭示炎症肌成纤维细胞调控中性粒细胞命运并维持慢性炎症的新机制。
实验设计与技术手段
本研究收集种植体周围炎患者组织样本，并结合健康牙龈组织数据，构建单细胞与空间多组学联合分析体系，对慢性炎症微环境进行深入解析。
在空间层面，研究采用10x Genomics Visium空间转录组技术对种植体周围炎组织进行空间表达分析。通过捕获组织切片不同空间区域的基因表达信息，并结合单细胞参考图谱进行空间细胞定位，研究能够进一步解析不同细胞类型在组织中的分布模式及其空间关联关系，从而构建种植体周围炎局部微环境的空间生态图谱。
此外，研究结合空间细胞通讯分析、免疫染色验证以及动物模型实验，对关键细胞亚群和调控通路在炎症持续过程中的作用进行了进一步验证。
主要发现
1、种植体周围炎形成以中性粒细胞富集为特征的炎症空间结构
单细胞转录组分析显示，与健康组织相比，种植体周围炎组织中免疫细胞比例明显增加，其中中性粒细胞扩增最为突出。
进一步结合空间转录组分析发现，炎症组织中的免疫细胞并不是均匀分布，而是在局部区域形成具有特定细胞组成的空间聚集模式。尤其是中性粒细胞与部分间质区域呈现明显关联，提示慢性炎症的形成不仅取决于免疫细胞数量变化，也与其所处的组织空间环境密切相关。
这一发现表明，种植体周围炎并非简单的免疫细胞浸润过程，而是由特定空间区域中的细胞互作共同推动。
PI组织中中性粒细胞显著富集
2、空间转录组揭示成纤维细胞与中性粒细胞形成稳定互作生态位
为了进一步解析炎症组织中的细胞关系，研究利用Visium空间转录组技术对不同细胞群的空间分布进行了精细刻画。
结果显示，在种植体周围炎组织中，成纤维细胞富集区域与中性粒细胞聚集区域呈现明显空间重叠，形成稳定的细胞互作区域。
进一步分析发现，这些区域伴随着CXCL和CSF相关信号增强，而这些分子与中性粒细胞募集和维持密切相关。
这一结果提示，成纤维细胞并非炎症环境中的被动响应者，而可能通过构建局部信号环境，主动影响免疫细胞行为并参与慢性炎症维持。
成纤维细胞与中性粒细胞的空间共定位
3、炎症肌成纤维细胞推动中性粒细胞向长期存活状态转变
研究进一步对成纤维细胞亚群进行深入分析，发现了一类具有明显炎症特征的炎症肌成纤维细胞（inflammatory myofibroblast）。
该细胞亚群表现出较强的炎症相关分子表达，并与中性粒细胞异常积累密切相关。
进一步研究发现，炎症肌成纤维细胞能够促进CXCR4⁺中性粒细胞形成。相比正常情况下寿命较短的中性粒细胞，该类细胞具有更强的存活能力和抗凋亡特征，能够长期存在于慢性炎症环境中。
这提示，炎症肌成纤维细胞可能通过改变中性粒细胞命运，使其由短暂炎症响应细胞转变为持续推动组织损伤的炎症细胞群。
炎症性肌成纤维细胞亚群的鉴定及其对中性粒细胞命运的影响
4、靶向炎症肌成纤维细胞相关通路可缓解慢性炎症和骨破坏
为了验证上述调控机制，研究进一步开展功能干预实验。
结果显示，阻断中性粒细胞募集相关信号能够减少炎症细胞聚集，并降低组织破坏程度。同时，针对炎症肌成纤维细胞关键调控因子STAT4进行干预后，可降低CXCL6、CSF3等炎症相关信号表达，减少异常中性粒细胞积累，并改善炎症状态。
这些结果表明，围绕“炎症肌成纤维细胞—中性粒细胞”调控轴进行干预，可能为种植体周围炎治疗提供新的方向。
STAT4抑制缓解PI炎症与骨吸收
总结
本研究通过整合单细胞转录组与10x Visium空间转录组技术，从空间维度重新解析了种植体周围炎慢性炎症形成机制。
研究发现，种植体周围炎并不是单纯由免疫细胞异常增加导致，而是由特定空间生态位中的细胞互作共同驱动。其中，炎症肌成纤维细胞通过塑造局部炎症环境，促进CXCR4⁺中性粒细胞形成长期存活状态，从而维持慢性炎症和组织破坏。
该研究不仅揭示了结构细胞调控免疫细胞命运的新机制，也体现了空间转录组技术在解析复杂炎症微环境中的独特优势，为慢性炎症疾病机制研究和潜在治疗靶点发现提供了新的空间视角。
