文章概要

本文以 UVB 诱导的皮肤光老化为研究对象，借助单细胞测序、表观遗传分析与分子实验等手段，证实 UVB 通过抑制角质形成细胞中 SLC7A11/GPX4 轴、上调 HMGB1 表达诱发铁死亡，同时驱动角质形成细胞异质性分化与 Gas6-Axl/Tyro3 细胞通讯异常，而稀有人参皂苷 CK 和 CMc 可靶向结合 SLC7A11、GPX4、HMGB1，恢复铁死亡关键蛋白表达、降低 ROS 水平、提升细胞活力，且在斑马鱼胚胎中无毒性，为其作为抗光老化天然活性成分提供了机制与安全性依据。

核心亮点

1.首次多维度揭示光老化机制：整合单细胞测序、表观遗传、细胞通讯，完整阐明 UVB 通过角质形成细胞铁死亡驱动光老化的新通路。

2.明确关键通路：证实 UVB 通过抑制 SLC7A11/GPX4、激活 HMGB1诱发铁死亡，是光老化核心分子机制。

3.发现细胞异质性：鉴定出 3 个角质形成细胞亚群，明确Kera-C1-Krts是铁死亡主要亚群，并揭示分化轨迹。

4.新细胞通讯轴：发现Gas6-Axl/Tyro3信号参与铁死亡调控，完善皮肤微环境交互机制。

5.天然活性物新靶点：证明人参皂苷 C-K、C-Mc直接靶向铁死亡关键蛋白，抗光老化效果明确且安全性高。

6.转化价值强：为开发安全、高效的天然抗光老化护肤品 / 药物提供直接实验依据。

文献速览

英文标题：Ginsenosides exhibit potential therapeutic potential in photoaging by regulating keratinocyte ferroptosis

中文标题：人参皂苷通过调控角质形成细胞铁死亡发挥光老化治疗潜能

期刊：Journal of Ginseng Research

影响因子：5.5（2025 年实时 IF）

发表时间：2026 年（在线发表 2025 年 11 月 5 日）

通讯单位：广州中医药大学基础医学院整合基础医学研究中心；教育部中医药转化肿瘤研究联合实验室 / 国际转化中医药研究所；陕西中医药大学基础医学院；同济大学医学院

研究目的

本研究旨在阐明UVB诱导皮肤光老化的分子机制，明确角质形成细胞铁死亡在光老化中的作用，并揭示稀有人参皂苷CK、CMc调控铁死亡以改善光老化的具体通路与作用靶点，同时验证其生物安全性，为开发天然抗光老化活性成分提供实验与理论依据。

图表解读

图 1：通过 UMAP 聚类将小鼠皮肤细胞分为 8 个亚群，明确各细胞类型标记基因，展示铁死亡基因集在细胞群中的分布，发现角质形成细胞铁死亡评分最高，同时呈现 UVB 照射后皮肤主要细胞类型的比例变化与通路富集差异。

图 2：基于 DNA 甲基化数据对比正常与光老化皮肤的细胞比例，分析差异甲基化位点在基因组区域的分布，展示差异甲基化基因表达谱，筛选甲基化与表达共同变化的基因，并通过 GSEA 揭示光老化相关甲基化基因富集的生物学通路。

图 3：将角质形成细胞细分为 3 个亚群并标注特征基因，比较各亚群铁死亡与炎症评分，通过 GO 分析注释亚群功能，构建细胞分化轨迹并分析干性，结合拟时基因与 GSEA 明确角质形成细胞分化的功能特征与代谢通路。

图 4：分析皮肤主要细胞间的配体受体通讯网络，聚焦角质形成细胞的互作关系，筛选关键调控配体，鉴定 Gas6Axl/Tyro3 为核心通讯轴，验证 UVB 上调 Gas6 表达，并分析角质形成细胞与髓系细胞比例的相关性。

图 5：通过分子对接显示人参皂苷 CK、CMc 与 SLC7A11、GPX4、HMGB1 具有高结合亲和力，同时通过斑马鱼胚胎实验证实 1–20 μM 的 CK、CMc 无胚胎发育毒性，安全性良好。

 图 6：在 UVB 处理的 HaCaT 细胞中，验证 CK、CMc 可上调 SLC7A11、GPX4 并下调 HMGB1 的 mRNA 与蛋白水平，降低 ROS 积累、恢复细胞活力，最终阐明其通过调控 SLC7A11/GPX4HMGB1 轴抑制铁死亡的机制。

文章所用技术简要罗列

• 单细胞 RNA 测序（scRNAseq）

• DNA 甲基化测序与分析

• 分子对接

• 斑马鱼胚胎毒性实验

• 细胞培养（HaCaT）与 UVB 造模

• RT-qPCR、Western blot

• 流式细胞术（ROS 检测）

• 细胞活力检测

• 生物信息学分析：UMAP 聚类、拟时轨迹分析、GSEA/GSVA、CellPhoneDB、NicheNet、CIBERSORTx、ChAMP 等

研究结果

• 细胞与铁死亡层面：UVB 照射显著改变小鼠皮肤细胞组成，使角质形成细胞、髓系细胞比例上升，且角质形成细胞呈现最强铁死亡信号，是光老化损伤的核心靶细胞。

• 角质形成细胞异质性：鉴定出 3 个角质形成细胞亚群（KeraC1Krts、KeraC2Klks、KeraC3Lces），其中KeraC1Krts 亚群铁死亡水平最高，并明确其沿 KeraC2Klks 向另两个亚群分化的轨迹。

• 细胞通讯机制：发现Gas6Axl/Tyro3是髓系细胞与角质形成细胞间的关键通讯轴，UVB 可上调 Gas6 表达，该通路参与调控铁死亡与炎症反应。

• 表观遗传特征：光老化皮肤存在明显 DNA 甲基化异常，差异甲基化位点与角质形成细胞抗氧化、铁死亡相关基因表达改变密切相关。

• 人参皂苷作用验证：人参皂苷 CK、CMc 可高亲和力结合SLC7A11、GPX4、HMGB1，在斑马鱼胚胎中无毒性；并能在 UVB 诱导的 HaCaT 细胞中恢复 SLC7A11/GPX4 表达、抑制 HMGB1、减少 ROS 堆积、提升细胞活力，显著抑制铁死亡。

• 核心通路确认：UVB 通过抑制 SLC7A11/GPX4 轴、激活 HMGB1诱发角质形成细胞铁死亡，而 CK、CMc 可逆转该通路异常，发挥抗光老化作用。