Atlas komórkowy ludzkiej skóry - przełomowe badanie

Skóra jako narząd o nieznanej architekturze – dlaczego to badanie jest ważne?

Skóra jest największym narządem ludzkiego ciała, a jednocześnie miejscem, w którym rozwija się niezliczona liczba chorób – od łuszczycy i atopowego zapalenia skóry, przez trądzik różowaty, po nowotwory. Mimo dziesięcioleci intensywnych badań jej wewnętrzna organizacja komórkowa, czyli to, które komórki gdzie się znajdują i jak ze sobą rozmawiają w obrębie konkretnych okolic anatomicznych, pozostawała w znacznej mierze nieznana. Brakowało mapy – precyzyjnej, obejmującej całe ciało, uwzględniającej różnorodność miejsc na skórze i zmienność między poszczególnymi dawcami tkanek.

To właśnie wypełnia badanie opublikowane 23 marca 2026 roku w prestiżowym czasopiśmie Nature Genetics przez zespół naukowców pod kierownictwem dr. Andrew L. Ji z Icahn School of Medicine at Mount Sinai w Nowym Jorku. Praca konstruuje ogólnoustrojowy atlas jednokomórkowy obejmujący około 1,2 miliona komórek prawidłowej skóry dorosłego człowieka, rozwiązując lokalizację 45 typów komórek w 114 próbkach z 15 okolic anatomicznych.

Dla dermatologów, alergologów i wszystkich specjalistów zajmujących się zdrowiem skóry wyniki tego badania mają bezpośrednie znaczenie kliniczne, rzucają nowe światło na to, dlaczego choroby skóry rozwijają się w określonych miejscach ciała, a nie w innych, i co sprawia, że terapeutyczne interwencje niekiedy zawodzą.

Czym jest przestrzenna transkryptomika jednokomórkowa i dlaczego zmienia dermatologię?

Aby zrozumieć wagę tego odkrycia, warto przez chwilę zatrzymać się przy technologii, która je umożliwiła. Przestrzenna transkryptomika jednokomórkowa to metoda pozwalająca na jednoczesny pomiar aktywności tysięcy genów w pojedynczych komórkach, przy zachowaniu informacji o ich dokładnej lokalizacji w tkance. Innymi słowy: wiemy nie tylko, jakie geny są aktywne w danej komórce, ale też dokładnie gdzie ta komórka się znajduje w stosunku do swoich sąsiadów.

W opisywanym badaniu naukowcy wykorzystali metodę MERFISH (Multiplexed Error-Robust Fluorescence In Situ Hybridization). Technika ta wyróżnia się wysoką czułością w wykrywaniu transkryptów oraz zdolnością multipleksowania niezbędną do rozróżnienia podpopulacji komórek i badania komunikacji między nimi – co jest niezbędne, bo skóra zawiera ponad czterdzieści różnych typów komórek zdefiniowanych przez wcześniejsze badania sekwencjonowania RNA.

Wcześniejsze metody badania skóry miały istotne ograniczenia. Badania transkryptomiki masowej nie pozwalają odróżnić, czy różnice między okolicami anatomicznymi wynikają z liczebności komórek czy ich stanu, a dotychczasowe eksperymenty jednokomórkowe i przestrzenne porównywały co najwyżej kilka miejsc, nie uwzględniając zmienności między dawcami. Nie istniała żadna mapa obejmująca całe ciało.

Skala badania – 1,2 miliona komórek, 15 okolic anatomicznych, 22 dawców

Skala projektu opisanego w Nature Genetics jest bez precedensu. Naukowcy przebadali prawidłową skórę od 22 dawców – 10 mężczyzn i 12 kobiet w wieku od 25 do 83 lat – z 15 okolic anatomicznych, uzyskując łącznie 114 wycinków tkankowych. Wśród nich siedmiu dawców przebadano ze szczególną kompleksowością, pobierając materiał z 12 dopasowanych miejsc anatomicznych jednocześnie, co umożliwiło porównania niezależne od różnic między osobami.

Materiał tkankowy pochodził z trzech źródeł: próbki z sekcji zwłok przeprowadzonych w ciągu 24 godzin od śmierci (99 próbek od 9 dawców), żywe tkanki z pannikulektomii (6 próbek) oraz tkanki wolne od guza pobrane podczas zabiegów metodą Mohsa (9 próbek), co pozwoliło włączyć do analizy okolice twarzy.

W wyniku analiz metodą MERFISH zidentyfikowano łącznie 1 201 886 komórek, wykrywając ponad 105 milionów cząsteczek RNA. Każda komórka wykazywała średnio 63 transkrypty i aktywność 27 genów, wartości porównywalne z wynikami uzyskiwanymi w innych uznanych badaniach z użyciem tej metody.

45 typów komórek i 10 dzielnic wielokomórkowych – mapa skóry, jakiej nie było

Integracja wszystkich danych ujawniła 18 głównych populacji komórkowych z wyraźną lokalizacją przestrzenną i charakterystyczną ekspresją markerów. Po dalszym uszczegółowieniu analizy zespół zdołał rozróżnić i zlokalizować aż 45 typów komórek – w tym komórki nabłonkowe, podścieliskowe i odpornościowe z licznymi podtypami. MERFISH odwzorowało typy komórek znane z sekwencjonowania RNA, jednocześnie dodatkowo wykrywając wrażliwe na dysocjację adipocyty i sebocyty, które tradycyjnie umykają metodom wymagającym rozbicia tkanki.

Jednak to, co stanowi największy wkład naukowy tego projektu, wykracza poza zwykłą inwentaryzację. Naukowcy odkryli charakterystyczne dla poszczególnych miejsc stereotypowe składy typów komórek i ich organizację w dziesięć wielokomórkowych dzielnic, z których szczególnie wyróżnia się dzielnica przykrwionośna przypominająca skórną tkankę limfatyczną. Skład tych dzielnic różni się wyraźnie w zależności od okolicy anatomicznej ciała, co po raz pierwszy wyjaśnia na poziomie molekularnym, dlaczego choroby takie jak łuszczyca, trądzik czy atopowe zapalenie skóry ujawniają się w typowych dla siebie lokalizacjach.

Które komórki gdzie się znajdują – biogeografia skóry od stóp do głów

To jeden z najbardziej przełomowych aspektów badania, po raz pierwszy opisano szczegółowo, jak rozkład konkretnych typów komórek zmienia się w zależności od okolicy ciała. Wyniki ujawniły zarówno osie różnorodności, jak i wzorce gęstości, które można odczytać niemal jak mapę topograficzną skóry.

Różnorodność komórkowa – oś od centrum do peryferii

Okolice bogate w mieszki włosowe, skóra owłosiona głowy, twarz i okolica zauszna wykazały najwyższy indeks różnorodności komórkowej, podczas gdy miejsca wyprostne, takie jak łokieć i kolano, cechowały się najniższą różnorodnością. Co zaskakujące, podeszwa stopy, mimo braku mieszków włosowych, również wykazała wysoką różnorodność. Miejsca zgięciowe, takie jak dół łokciowy i dół podkolanowy, były bardziej różnorodne niż sąsiadujące z nimi miejsca wyprostne, mimo podobnego położenia anatomicznego. Miejsca centralnego tułowia – pośladki, brzuch i plecy – charakteryzowały się niską różnorodnością, co sugeruje zasadę centrycznie wzrastającej różnorodności od centrum ciała ku peryferiom.

Innymi słowy: im dalej od tułowia, tym bardziej złożona i zróżnicowana staje się architektura komórkowa skóry. Jest to zupełnie nowa zasada organizacji, której wcześniej nie opisano w literaturze naukowej.

Keratynocyty – specjalizacja naskórka w różnych miejscach ciała

W obrębie naskórka właściwego metoda MERFISH pozwoliła wyróżnić pięć stanów keratynocytów: komórki podstawne, komórki kolczyste I i II, komórki dzielące się i komórki ziarniste. Odkryto dwie odrębne podpopulacje komórek kolczystych – Spn KC I i Spn KC II. Ten drugi typ był najwyraźniej reprezentowany w skórze owłosionej głowy i na podeszwie stopy, wykazując podwyższony profil ekspresji genów podobny do komórek infundibularnych, z markerami S100A8, SOX9, GJB2 i GJB6.

To odkrycie ma bezpośrednie znaczenie kliniczne. Skóra głowy i podeszwy od dawna znane są ze swojej specyfiki, wyjątkowej grubości i odporności na urazy. Badanie po raz pierwszy ukazuje, że ta wyjątkowość jest zakorzeniona w odmiennym stanie komórek naskórka na poziomie molekularnym. Co więcej, wykazano, że abundancja komórek Spn KC II, fibroblastów siatkowatych II (Retic Fib II) i fibroblastów brodawkowatych (Papil Fib) koreluje z grubością naskórka i warstwy rogowej. To wyjaśnia, dlaczego skóra podeszwy i dłoni jest anatomicznie grubsza niż skóra tułowia, a rogowacenie dłoniowo-podeszwowe i keratodermy mają swoje korzenie właśnie w dysfunkcji tych specyficznych populacji.

Fibroblasty osiem wyspecjalizowanych populacji, każda na swoim miejscu

Wśród komórek podścieliskowych zidentyfikowano osiem podpopulacji fibroblastów: brodawkowate, dwa typy siatkowatych, dwa typy przykrwionośnych, przynerwiaste, podobne do brodawki włosowej (DP-like) oraz tworzące pochewkę skórną (DS). Fibroblasty przykrwionośne I z ekspresją CCL19 zlokalizowane były blisko naczyń powierzchownych, natomiast fibroblasty przykrwionośne II były częstsze wokół naczyń głębiej położonych. Komórki DP-like zajmowały okolice przylegle do nabłonka w górnej części mieszka włosowego, a komórki DS wyścielały mieszek wzdłuż jego przebiegu.

Szczególnie interesujące są fibroblasty siatkowate II (Retic Fib II) z markerami ANGPTL7 i PRG4 lokalizowały się rozproszenie w całej skórze właściwej podeszwy, a fibroblasty przynerwiaste współlokalizowały z komórkami Schwanna, tworząc charakterystyczne struktury wzdłuż przebiegu nerwów skórnych. Ich obecność w atlasie in situ potwierdza anatomiczne znaczenie tej podpopulacji w unerwieniu skóry.

Komórki odpornościowe – straż rozlokowana nierównomiernie

Rozkład komórek układu odpornościowego w skórze jest daleki od przypadkowości. Komórki Langerhansa lokalizowały się w naskórku i nabłonku mieszka włosowego, natomiast większość pozostałych komórek odpornościowych (limfocyty T, komórki dendrytyczne, komórki tuczne i plazmatyczne), skupiała się w okolicach przykrwionośnych. Wyjątek stanowiły makrofagi, które rozpraszały się również po całej skórze właściwej.

Komórki Langerhansa tworzą zatem pierwszą linię nadzoru immunologicznego bezpośrednio w warstwie, przez którą przenikają alergeny i patogeny, stąd ich kluczowa rola w uczuleniu kontaktowym i atopii. Perivaskularny rezerwuar limfocytów i komórek dendrytycznych stanowi głębszy, drugi poziom obrony, gotowy do mobilizacji w razie infekcji lub stanu zapalnego.

Skóra owłosiona głowy i twarz – najwyższa złożoność komórkowa

Spośród wszystkich badanych miejsc skóra owłosiona głowy i skóra twarzy wyróżniają się wyjątkowym bogactwem komórkowym. Wysoka gęstość mieszków włosowych sprawia, że w tych okolicach pojawia się cały szereg dodatkowych populacji – komórki bulge, zewnętrzna i wewnętrzna pochewka korzeniowa, komórki brodawki włosowej i pochewki skórnej – których praktycznie brak w skórze gładkiej tułowia. To tłumaczy, dlaczego łuszczyca owłosionej skóry głowy czy łysienie plackowate są schorzeniami opornie poddającymi się terapii: dotykają ekosystemu komórkowego o wyjątkowej złożoności, w którym zaburzenie jednej niszy pociąga za sobą kaskadę skutków w sąsiednich populacjach.

Podeszwa stopy – specjalizacja bez mieszków włosowych

Skóra podeszwy to osobny fenomen. Mimo całkowitego braku mieszków włosowych wykazuje zaskakująco wysoką różnorodność komórkową, za którą odpowiadają dwa specyficzne elementy: podpopulacja Spn KC II w naskórku oraz fibroblasty siatkowate Retic Fib II w skórze właściwej. Obydwie populacje korelują z grubością naskórka i warstwy rogowej, co oznacza, że to właśnie te komórki odpowiadają za mechaniczną odporność skóry podeszwy – jej zdolność do wytrzymywania ciągłego nacisku i tarcia.

Miejsca zgięciowe – immunologicznie aktywne nisze

Dół łokciowy i dół podkolanowy to klasyczne predylekcyjne miejsca atopowego zapalenia skóry u dorosłych. Badanie ujawnia, że ich wyższa różnorodność komórkowa w porównaniu z sąsiednimi miejscami wyprostnymi nie jest przypadkowa – większa różnorodność przekłada się na bogatszy ekosystem komórek odpornościowych. Jest to bezpośrednie molekularne wyjaśnienie wieloletnich obserwacji klinicznych, że właśnie te miejsca mają szczególną skłonność do przewlekłego stanu zapalnego, niezależnie od pozornie podobnego narażenia środowiskowego.

Tułów – centralne minimum różnorodności

Na przeciwległym końcu spektrum znajdują się skóra pleców, brzucha i pośladków – obszary o najniższej różnorodności komórkowej i najniższej gęstości w całym ciele. Oznacza to stosunkowo prostszą architekturę tkankową i mniejszą podatność na większość chorób zapalnych skóry. Wyjątkiem pozostaje trądzik pospolity, który na plecach może być bardzo nasilony, ale jego patogeneza jest ściśle związana z gęstością gruczołów łojowych, a nie z ogólną różnorodnością komórkową.

Dzielnica przykrwionośna i jej rola immunologiczna – kluczowe odkrycie badania

Spośród dziesięciu zidentyfikowanych dzielnic wielokomórkowych szczególną uwagę badaczy przyciągnęła dzielnica przykrwionośna (perivascular neighborhood). Jej skład i organizacja przypominają struktury znane jako skórna tkanka limfatyczna (SALT, skin-associated lymphoid tissue) – grupy komórek immunologicznych otaczające naczynia krwionośne w skórze właściwej i pełniące rolę lokalnych posterunków obronnych.

W obrębie tej dzielnicy naukowcy przeprowadzili analizy interakcji ligand-receptor, czyli cząsteczek, które komórki „wysyłają” i „odbierają”, aby się komunikować. Analizy te wskazały na centralną rolę czynnika martwicy nowotworu (TNF) w utrzymywaniu fibroblastów przykrwionośnych wykazujących ekspresję CCL19, co podkreśla homeostatyczną kooperację odpornościowo-podścieliskową. Fibroblasty te są z kolei odpowiedzialne za przyciąganie i organizowanie komórek układu odpornościowego w tej okolicy, tworząc swoisty hub komunikacyjny między tkanką łączną a odpornością lokalną.

To odkrycie otwiera nowe perspektywy w rozumieniu nieustannego, zrównoważonego dialogu między komórkami odpornościowymi a komórkami tkanki łącznej skóry, dialogu, który w warunkach zdrowia zapewnia właściwą architekturę tkanki, a w chorobie ulega rozregulowaniu.

Co się dzieje z tą dzielnicą w chorobach skóry?

Jednym z najbardziej klinicznie istotnych elementów badania jest analiza porównawcza zdrowej skóry z tkanką chorą. Naukowcy zestawili dane przestrzenne atlasu prawidłowej skóry z dostępnymi zbiorami danych transkryptomiki przestrzennej z próbek pobranych od pacjentów z różnymi schorzeniami dermatologicznymi.

Wyniki okazały się uderzające. Porównując dynamikę dzielnic w transkryptomice przestrzennej chorób skóry, naukowcy stwierdzili ogólnochorobowe zmiany immunologiczne w dzielnicy przykrwionośnej, co sugeruje przestrzenne przedziałowanie aktywności patogennej. Niezależnie od konkretnej jednostki chorobowej – czy jest nią łuszczyca, atopowe zapalenie skóry, czy inne schorzenie zapalne – mechanizm uszkodzenia architektury tej kluczowej niszy tkankowej pozostaje zbliżony.

To prowadzi do istotnej hipotezy: choroba skóry nie jest procesem rozlanym, lecz rozgrywa się w konkretnych, anatomicznie zdefiniowanych niszach tkankowych. Jeśli znajdzie ona potwierdzenie w kolejnych badaniach, może radykalnie zmienić sposób projektowania leków dermatologicznych – leczenie będzie ukierunkowane nie na jeden typ komórek, lecz na całą wielokomórkową architekturę.

Metodologia, czyli jak zapewniono wiarygodność wyników?

Naukowcy zadbali o rygorystyczną walidację na wielu poziomach. Sąsiednie wycięcia tkanek z tego samego miejsca wykazywały bardzo zbliżony profil wykrytych transkryptów (współczynnik korelacji Spearmana ρ = 0,98), a wyniki MERFISH korelowały z danymi masowego sekwencjonowania RNA z bazy GTEx (ρ = 0,77–0,81), co potwierdza dokładność metody.

Adnotacje typów komórek zweryfikowano przez integrację z danymi jednokomórkowego sekwencjonowania RNA z 14 wcześniej opublikowanych badań, obejmujących łącznie 285 887 komórek od 84 dawców. Autorzy zwrócili przy tym uwagę, że czas od śmierci dawcy skromnie korelował ze zmniejszoną liczbą wykrytych transkryptów (ρ = −0,29), a popularny wskaźnik DV200 okazał się słabym predyktorem jakości danych MERFISH, co jest ważną obserwacją metodologiczną dla przyszłych badań.

Otwarte narzędzie dla naukowców i klinicystów

Ważnym elementem publikacji jest udostępnienie interaktywnego narzędzia internetowego do eksplorowania zebranych danych, dostępnego pod adresem

https://rstudio-connect.hpc.mssm.edu/humanskin-spatialcensus/

Dzięki niemu badacze z całego świata mogą wizualizować rozkład poszczególnych typów komórek w różnych okolicach skóry, badać wzorce ekspresji genów i analizować interakcje komórkowe bez konieczności samodzielnego przetwarzania ogromnych zbiorów danych. Takie otwarte udostępnianie wyników jest standardem w nowoczesnej genomice i znacząco zwiększa wartość badania dla całej społeczności naukowej.

Znaczenie dla praktyki dermatologicznej i przyszłości leczenia chorób skóry

Wyniki tego badania mają znaczenie wykraczające daleko poza laboratorium. Po pierwsze, tworzą referencyjny atlas prawidłowej skóry – punkt wyjścia, względem którego można mierzyć odchylenia obserwowane w chorobie. Bez takiego wzorca trudno było precyzyjnie opisać, co dokładnie ulega zmianie w skórze pacjenta z łuszczycą czy atopowym zapaleniem skóry na poziomie komórkowym i przestrzennym.

Po drugie, identyfikacja TNF jako kluczowego regulatora dzielnicy przykrwionośnej dostarcza nowej perspektywy na mechanizm działania inhibitorów TNF – leków biologicznych szeroko stosowanych w dermatologii, między innymi w leczeniu łuszczycy plackowatej. Badanie sugeruje, że część ich efektu terapeutycznego może polegać właśnie na normalizacji architektury tej kluczowej niszy tkankowej, a nie wyłącznie na wygaszeniu zapalenia jako takiego.

Po trzecie, koncepcja wielokomórkowych dzielnic jako jednostek funkcjonalnych skóry otwiera drogę do zupełnie nowego podejścia terapeutycznego. Zamiast celować w jeden typ komórek, przyszłe terapie mogłyby być projektowane z myślą o przywróceniu prawidłowej architektury całej dzielnicy. Takie podejście mogłoby być szczególnie skuteczne w przewlekłych, nawrotowych chorobach zapalnych skóry, w których obecne leczenie przynosi tylko częściową i przejściową remisję.

Wreszcie, badanie dowodzi, że skóra – mimo pozornej prostoty jako narząd zewnętrzny, dostępny bezpośredniej obserwacji – kryje w sobie niezwykle złożoną, przestrzennie zorganizowaną biologię, której rozumienie jest kluczem do lepszego leczenia milionów pacjentów na całym świecie.

Podsumowanie

Badanie opublikowane w Nature Genetics w marcu 2026 roku przez zespół pod kierownictwem Andrew L. Ji dostarcza pierwszego kompleksowego atlasu przestrzennego normalnej ludzkiej skóry obejmującego całe ciało. Naukowcy z pomocą technologii MERFISH przebadali 1,2 miliona komórek z 15 okolic anatomicznych u 22 dawców, identyfikując 45 typów komórek i opisując ich organizację w 10 wielokomórkowych dzielnicach. Różnorodność komórkowa wzrasta odśrodkowo od tułowia ku peryferiom – skóra głowy i twarzy wyróżnia się najwyższą złożonością, podeszwa unikalną specjalizacją mechaniczną, a miejsca zgięciowe wyjątkową aktywnością immunologiczną. Komórki Langerhansa strzegą naskórka, limfocyty koncentrują się przykrwionośnie, a osiem podpopulacji fibroblastów rozmieszczonych jest zgodnie z precyzyjnym planem anatomicznym. Dzielnica przykrwionośna, regulowana przez czynnik TNF, okazała się wspólnym miejscem patologicznej przebudowy w całym spektrum chorób zapalnych skóry, otwierając nowe kierunki w terapii celowanej schorzeń dermatologicznych.

Literatura / Piśmiennictwo

Restrepo P., Wilder A., Houser A. et al. Single-cell spatial transcriptomic analysis of human skin anatomy. Nature Genetics, 58, 903–915 (2026). DOI: 10.1038/s41588-026-02552-8
Grice E.A., Segre J.A. The skin microbiome. Nature Reviews Microbiology, 9, 244–253 (2011).
Byrd A.L., Belkaid Y., Segre J.A. The human skin microbiome. Nature Reviews Microbiology, 16, 143–155 (2018).
Chen K.H., Boettiger A.N., Moffitt J.R., Wang S., Zhuang X. Spatially resolved, highly multiplexed RNA profiling in single cells. Science, 348, aaa6090 (2015).
Ganier C. et al. Multiscale spatial mapping of cell populations across anatomical sites in healthy human skin and basal cell carcinoma. PNAS, 121, e2313326120 (2024).
Lee S.S. et al. The use of ectopic volar fibroblasts to modify skin identity. Science, 385, eadi1650 (2024).
Kabashima K., Honda T., Ginhoux F., Egawa G. The immunological anatomy of the skin. Nature Reviews Immunology, 19, 19–30 (2019).
Seth D., Cheldize K., Brown D., Freeman E.F. Global burden of skin disease: inequities and innovations. Current Dermatology Reports, 6, 204–210 (2017).

Artykuł przygotowany na podstawie oryginalnej publikacji naukowej w Nature Genetics (2026). Treść ma charakter popularnonaukowy i edukacyjny. Wszelkie decyzje diagnostyczne i terapeutyczne powinny być podejmowane wyłącznie w porozumieniu z lekarzem dermatologiem.

Autor: prof. dr hab. n. med. Paweł Surowiak Założyciel i kierownik merytoryczny Dermamed – gabinetu medycyny estetycznej i laseroterapii we Wrocławiu. Członek założyciel i wieloletni wiceprezes Polskiego Towarzystwa Medycyny Estetycznej i Anti-Aging. Posiadacz certyfikatu nr 1 w dziedzinie medycyny estetyczno-korekcyjnej (kod specjalności 028). Ponad 20 lat praktyki klinicznej w estetyce medycznej.

Wrocław, 9 czerwca 2026