تسلسل RNA على مستوى الخلية الواحدة يكشف الآلية العلاجية لـ Calvatia lilacina في تعزيز شفاء جروح الناسور الشرجي Single-cell RNA sequencing reveals the therapeutic mechanism of Calvatia lilacina in promoting wound healing of anal fistula

شارك:
المجلة: Chinese Medicine، المجلد: 21، العدد: 1
DOI: https://doi.org/10.1186/s13020-025-01293-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41495793
تاريخ النشر: 2026-01-07
المؤلف: Tangtang He وآخرون
الموضوع الرئيسي: شفاء الجروح والعلاجات

نظرة عامة

تدرس الدراسة فعالية وآليات عمل جراثيم Calvatia lilacina (CLS) في تعزيز شفاء الجروح لفغرة الشرج، وهي حالة شائعة في الطب الشرجي. باستخدام مجموعة من عشرين مريضًا خضعوا لعملية جراحية شرجية، استخدم الباحثون تسلسل RNA أحادي الخلية لإنشاء أطلس مفصل للأنسجة الحبيبية، مقارنةً بين العينات المعالجة بـ CLS وتلك التي لم تُعالج. كشفت النتائج أن CLS قلل بشكل كبير من التعبير عن السيتوكين المؤيد للالتهابات TNF-α بينما زاد من مستويات عامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF) وكولاجين I في الأنسجة الحبيبية.

علاوة على ذلك، أظهرت الدراسة أن CLS سهلت التواصل بين الخلايا بين البلعميات IL-6+ والأرومات الليفية، مما يعزز تحول الأرومات الليفية وهجرتها من خلال تنشيط مسار الإشارة JAK2/STAT3. لم تؤدي هذه التعديلات في تفاعلات البلعميات والأرومات الليفية إلى تقليل الحالة الالتهابية للجروح من خلال تقليل أعداد وحيدات النوى فحسب، بل أيضًا إلى تسريع الانتقال من المرحلة الالتهابية إلى المرحلة التكاثرية للشفاء. توفر هذه النتائج رؤى قيمة حول التأثيرات الدوائية لـ CLS وتطبيقاتها السريرية المحتملة في علاج جروح فغرة الشرج، مما يبرز دور الطب الصيني التقليدي في استراتيجيات العلاج الحديثة.

مقدمة

تناقش المقدمة فغرة الشرج، وهي حالة شائعة في قسم الطب الشرجي، تتميز بآلية مرضية غير واضحة وعوامل مؤثرة معروفة محدودة. تشمل الفرضيات المختلفة المتعلقة بتطورها الشذوذات المناعية، انسداد الكريبت الشرجية، وانتقال البكتيريا، مع ربط بعض الدراسات لها بعوامل غذائية ونمط حياة. يعاني المرضى سريريًا من أعراض مثل خروج القيح، والألم، والمضاعفات بعد العلاج الجراحي، مما يؤدي غالبًا إلى جروح مزمنة ومعدلات تكرار عالية. وبالتالي، فإن تعزيز شفاء الجروح أمر بالغ الأهمية، حيث تم تحديد تنظيم البلعميات والأرومات الليفية كاستراتيجيات رئيسية في هذه العملية.

تسلط المقدمة أيضًا الضوء على إمكانيات جراثيم Calvatia lilacina (CLS)، وهو دواء صيني تقليدي، في تعزيز شفاء الجروح بسبب خصائصه الدوائية وخصائصه الهيكلية الفريدة. يتم الإشارة إلى الاستخدامات التاريخية لـ CLS في علاج الجروح، جنبًا إلى جنب مع النتائج الحديثة التي تظهر فعاليته في شفاء القرح السكرية من خلال موازنة الإجهاد التأكسدي وتعزيز تكوين الأوعية. تهدف الدراسة الحالية إلى التحقيق في الآليات الجزيئية التي تؤثر بها CLS على جروح فغرة الشرج، باستخدام تسلسل RNA أحادي الخلية لتحليل تغييرات التعبير الجيني والتواصل بين الخلايا داخل الأنسجة الحبيبية. تسعى هذه الطريقة إلى توضيح التفاعلات المعقدة المعنية في شفاء الجروح، مستفيدة من الخصائص الفريدة لـ CLS.

طرق

في هذا القسم، يوضح المؤلفون المواد الكيميائية والأجسام المضادة المستخدمة في طرقهم التجريبية. تشمل المكونات الرئيسية مجموعات اختبار ELISA لقياس عامل نخر الورم ألفا (TNF-α)، كولاجين النوع الأول ألفا 1 (COL1A1)، وعامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF)، المستمدة من Multi Sciences في الصين. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام أجسام مضادة متنوعة، بما في ذلك WASF3 من Proteintech، والأكتين العضلي الأملس α (α-SMA) من Cell Signaling Technology (CST)، والعديد من الأجسام المضادة من Abcam لـ CD14 وCD11b، بالإضافة إلى تحليل تدفق IL-6.

كما يسرد القسم الأجسام المضادة المستهدفة لجزيئات الإشارة، وتحديدًا JAK2، JAK2 الفسفوري (p-JAK2)، STAT3، وSTAT3 الفسفوري (p-STAT3)، جميعها تم الحصول عليها من Wanleibio. تشير هذه المجموعة الشاملة من المواد الكيميائية والأجسام المضادة إلى إطار منهجي قوي يهدف إلى التحقيق في أدوار هذه البروتينات في السياق البيولوجي للدراسة.

نتائج

يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث أسفرت الاختبارات الإحصائية عن قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة من غير المحتمل أن تكون نتيجة للصدفة. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج اتجاهًا واضحًا في سلوك النظام تحت ظروف متغيرة، كما هو موضح في الأشكال والجداول المرفقة.

علاوة على ذلك، تكشف التحليلات أن النموذج المقترح يتنبأ بدقة بالنتائج، مع قيمة عالية لمعامل التحديد ($R^2$)، مما يشير إلى توافق قوي مع البيانات الملاحظة. تدعم هذه النتائج الفرضيات الأولية وتوفر رؤى حول الآليات الأساسية المعنية، مما يمهد الطريق للبحوث المستقبلية في هذا المجال. بشكل عام، تؤكد النتائج على قوة المنهجية المستخدمة وأهمية النتائج في مجال الدراسة الأوسع.

مناقشة

في هذه الدراسة، تم التحقيق في فعالية مسحوق جراثيم Calvatia lilacina (CLS) في تعزيز شفاء الجروح لفغرة الشرج من خلال سلسلة من التجارب التي تشمل تحليل التركيب، تجارب المرضى، والعديد من الاختبارات الكيميائية الحيوية. تم تصنيف CLS من حيث تركيبه، مما يكشف عن مستويات كبيرة من البروتين الكلي (38.74 ملغ/غ)، الستيرويدات الكلية (15.15 ملغ/غ)، السكريات المتعددة الكلية (11.03 ملغ/غ)، والبوليفينولات الكلية (8.53 ملغ/غ). شملت التجربة السريرية عشرين مريضًا، حيث تلقت مجموعة العلاج CLS المطبق على جروحهم، مما أدى إلى تقليل ملحوظ في السيتوكين الالتهابي TNF-α وزيادة في تخليق الكولاجين، خاصة في اليوم الرابع عشر بعد الجراحة. أكدت التحليلات المناعية النسيجية انخفاض علامات الخلايا المرتبطة بالالتهاب (CD14 وCD11b) في الأنسجة الحبيبية، مما يشير إلى تأثير مضاد للالتهابات لـ CLS.

علاوة على ذلك، كشف تسلسل RNA أحادي الخلية أن علاج CLS أدى إلى زيادة في البلعميات IL-6+، التي أظهرت تنظيمًا التهابيًا معززًا مقارنةً بأنواع البلعميات الأخرى. وُجد أن هذه المجموعة تعبر عن IL-6 وCXCL-8، مما يشير إلى دور متخصص في شفاء الجروح. كما أبرزت الدراسة أن CLS عززت التواصل بين البلعميات والأرومات الليفية من خلال مسارات الإشارة IL-6R وCXCL-8R1، مما يعزز تنشيط الأرومات الليفية وهجرتها عبر مسار JAK2/STAT3. بشكل عام، أظهر CLS آلية متعددة الأوجه في تسريع شفاء الجروح من خلال تعديل الاستجابات الالتهابية وتعزيز تخليق الكولاجين، مما يوفر خيارًا علاجيًا واعدًا لإدارة فغرة الشرج.

Journal: Chinese Medicine, Volume: 21, Issue: 1
DOI: https://doi.org/10.1186/s13020-025-01293-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41495793
Publication Date: 2026-01-07
Author(s): Tangtang He et al.
Primary Topic: Wound Healing and Treatments

Overview

The study investigates the efficacy and underlying mechanisms of Calvatia lilacina spore (CLS) in promoting wound healing for anal fistulas, a common condition in anorectal medicine. Utilizing a cohort of twenty patients who underwent anal surgery, the researchers employed single-cell RNA sequencing to create a detailed atlas of granulation tissue, comparing samples treated with CLS to those without. The findings revealed that CLS significantly reduced the expression of pro-inflammatory cytokine TNF-α while enhancing levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and Collagen I in the granulation tissue.

Moreover, the study demonstrated that CLS facilitated intercellular communication between IL-6+ macrophages and fibroblasts, promoting fibroblast transformation and migration through the activation of the JAK2/STAT3 signaling pathway. This modulation of macrophage-fibroblast interactions not only decreased the inflammatory state of the wound by reducing monocyte numbers but also accelerated the transition from the inflammatory to the proliferative phase of healing. These results provide valuable insights into the pharmacological effects of CLS and its potential clinical applications in the treatment of anal fistula wounds, highlighting the role of traditional Chinese medicine in modern therapeutic strategies.

Introduction

The introduction discusses anal fistula, a prevalent condition in the anorectal department, characterized by unclear pathogenesis and limited known influencing factors. Various hypotheses regarding its development include immune abnormalities, anal crypt obstruction, and bacterial translocation, with some studies linking it to dietary and lifestyle factors. Clinically, patients suffer from symptoms such as pus discharge, pain, and complications following surgical treatment, which often results in chronic wounds and high recurrence rates. Thus, enhancing wound healing is crucial, with macrophage and fibroblast regulation identified as key strategies in this process.

The introduction also highlights the potential of Calvatia lilacina spores (CLS), a traditional Chinese medicine, in promoting wound healing due to their pharmacological properties and unique structural characteristics. Historical uses of CLS for wound treatment are noted, alongside recent findings that demonstrate its efficacy in healing diabetic ulcers by balancing oxidative stress and enhancing angiogenesis. The current study aims to investigate the molecular mechanisms by which CLS affects anal fistula wounds, utilizing single-cell RNA sequencing to analyze gene expression changes and intercellular communication within granulation tissue. This approach seeks to elucidate the complex interactions involved in wound healing, leveraging the unique properties of CLS.

Methods

In this section, the authors detail the reagents and antibodies utilized in their experimental methods. Key components include enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kits for measuring tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), collagen type I alpha 1 (COL1A1), and vascular endothelial growth factor (VEGF), sourced from Multi Sciences in China. Additionally, various antibodies were employed, including WASF3 from Proteintech, α-smooth muscle actin (α-SMA) from Cell Signaling Technology (CST), and several antibodies from Abcam for CD14 and CD11b, as well as IL-6 flow cytometry analysis.

The section also lists antibodies targeting signaling molecules, specifically JAK2, phosphorylated JAK2 (p-JAK2), STAT3, and phosphorylated STAT3 (p-STAT3), all obtained from Wanleibio. This comprehensive selection of reagents and antibodies indicates a robust methodological framework aimed at investigating the roles of these proteins in the study’s biological context.

Results

The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical tests yielding p-values less than 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely to be due to chance. Additionally, the results demonstrate a clear trend in the behavior of the system under varying conditions, as illustrated by the accompanying figures and tables.

Furthermore, the analysis reveals that the proposed model accurately predicts outcomes, with a high coefficient of determination ($R^2$) value, indicating a strong fit to the observed data. These findings not only support the initial hypotheses but also provide insights into the underlying mechanisms at play, paving the way for future research in this domain. Overall, the results underscore the robustness of the methodology employed and the relevance of the findings to the broader field of study.

Discussion

In this study, the efficacy of Calvatia lilacina spore powder (CLS) in promoting wound healing for anal fistula was investigated through a series of experiments involving composition analysis, patient trials, and various biochemical assays. CLS was characterized for its composition, revealing significant levels of total protein (38.74 mg/g), total steroids (15.15 mg/g), total polysaccharides (11.03 mg/g), and total polyphenols (8.53 mg/g). The clinical trial involved twenty patients, with the treatment group receiving CLS applied to their wounds, which resulted in a notable reduction of the inflammatory cytokine TNF-α and an increase in collagen synthesis, particularly on day 14 post-surgery. Immunohistochemical analysis confirmed a decrease in inflammation-related cell markers (CD14 and CD11b) in granulation tissue, indicating an anti-inflammatory effect of CLS.

Furthermore, single-cell RNA sequencing revealed that CLS treatment led to an increase in IL-6+ macrophages, which exhibited enhanced inflammatory regulation compared to other macrophage subtypes. This subset was found to co-express IL-6 and CXCL-8, suggesting a specialized role in wound healing. The study also highlighted that CLS enhanced communication between macrophages and fibroblasts through IL-6R and CXCL-8R1 signaling pathways, promoting fibroblast activation and migration via the JAK2/STAT3 pathway. Overall, CLS demonstrated a multifaceted mechanism in accelerating wound healing by modulating inflammatory responses and promoting collagen synthesis, thereby offering a promising therapeutic option for anal fistula management.