Nat Commun丨雷明星团队阐述皮肤类器官再生毛囊的机制|微环境|细胞|表皮|雷明星

类器官技术已成为解析组织发育机制的核心工具，然而在皮肤类器官的体外培养过程中，结构不成熟、与生理皮肤形态存在显著差异的问题始终未能有效解决。研究表明，3D培养体系中形成的低氧环境，是调控类器官形态发生的关键因素，但表皮与真皮细胞如何协同响应低氧信号、完成平面化自组装，仍是领域内尚未破解的关键难题。近日，重庆大学雷明星团队的相关研究成果发表于Nature Communications，论文标题为Metabolic adaptation drives self-organization during skin organoid morphogenesis，该研究揭示了低氧诱导的代谢适配机制，为皮肤类器官的培养优化与功能提升提供了新的干预方向。

研究团队以皮肤类器官为研究模型，整合多组学分析、分子功能干预等多种技术手段，从低氧微环境调控与细胞代谢应答的角度切入，系统破解了皮肤类器官平面化自组装的核心分子机制。从机制层面来看，类器官培养体系中存在双梯度低氧微环境，Hif1a作为核心调控因子，可介导表皮细胞通过糖酵解途径适应低氧环境，进而驱动表皮与真皮细胞发生组织相分离，最终完成表皮层的平面化转化，这一整个过程的有序推进，均依赖Hif1a的精准调控。

该研究在临床前类器官模型中取得两大关键突破：第一，明确低氧诱导的代谢适配是皮肤类器官平面化的核心驱动力，Hif1a介导的糖酵解过程与双梯度低氧微环境协同作用，共同推动表皮细胞从囊状结构向平面结构转化；第二，发现低氧环境可激活溶酶体水解酶，有效清除表皮平面化过程中产生的角质碎片，与此同时，真皮成纤维细胞通过视黄醇代谢参与基底膜的形成，二者协同作用，共同保障皮肤类器官的结构成熟与功能完善。

本研究首次揭示了低氧诱导的代谢适配在皮肤类器官平面化自组装中的核心作用，揭示了低氧调控类器官形态发生的机制。依托这一明确的调控机制，研究为优化皮肤类器官培养体系、推动其向临床转化提供了全新的理论依据与实践干预思路。

重庆大学生物工程学院雷明星教授、美国南加州大学钟正明院士、陆军军医大学西南医院烧伤研究所罗高兴教授为本文共同通讯作者，重庆大学蒋璟玮博士为本文第一作者。

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

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