嚴(yán)重?zé)齻⑷殳徎蛱悄虿〉嚷约膊≡斐傻拇竺娣e皮膚潰瘍也許有一天將不再需要進(jìn)行整形手術(shù)。Salk研究所的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種新技術(shù),可以將開放性傷口中的細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為新的皮膚細(xì)胞。這種方法依賴于將細(xì)胞重編程為干細(xì)胞樣狀態(tài),并可能有助于修復(fù)皮膚損傷、對(duì)抗衰老,以及幫助人們更好地治療皮膚癌。相關(guān)研究于9月5日在線發(fā)表。
“我們的觀察結(jié)果構(gòu)建出了整個(gè)三維組織(如皮膚)而不僅是之前所示的單個(gè)細(xì)胞類型的體內(nèi)再生原理的初步證據(jù)。”文章資深作者Juan Carlos Izpisua Belmonte教授說道,“這一知識(shí)將不僅有助于加強(qiáng)皮膚修復(fù)作用,還可以指導(dǎo)在其他病理情況下及衰老期間的體內(nèi)細(xì)胞再生策略。”
皮膚潰瘍--傷口有時(shí)可延伸至多層皮膚--通常采用外科手術(shù)治療,通過移植現(xiàn)有的皮膚來覆蓋傷口,然而當(dāng)潰瘍面積特別大時(shí),可用于移植的皮膚往往不夠,在這些病例中,醫(yī)生通常會(huì)從患者身上分離出皮膚干細(xì)胞,在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)后再將它們移植回患者體內(nèi)。然而,這樣的操作需要大量的時(shí)間,可能會(huì)使病人的生命處于危險(xiǎn)之中,并且也并不能保證總是有效。
Izpisua Belmonte和Salk研究助理Masakazu Kurita表示,傷口恢復(fù)的關(guān)鍵步驟是將基底角質(zhì)形成細(xì)胞移植到傷口中,這些干細(xì)胞樣細(xì)胞是不同類型皮膚細(xì)胞的前體,但嚴(yán)重的大面積潰瘍因失去多層皮膚而已不再有任何基底角質(zhì)形成細(xì)胞,即使最終傷口愈合,在該區(qū)域增殖的細(xì)胞也主要涉及傷口閉合及炎癥,而非重建健康的皮膚。Izpisua Belmonte和Kurita希望將這些細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為基底角質(zhì)形成細(xì)胞,而不是將它們從體內(nèi)取出。 Kurita說道:“我們開始著手在沒有皮膚的地方制造皮膚?!?/p>
研究人員首先比較了參與炎癥的細(xì)胞和角質(zhì)細(xì)胞之間不同的蛋白水平,以便了解他們需要做哪些改變來重編程細(xì)胞身份。他們確定了55種“重編程因子”(包括蛋白質(zhì)和RNA分子),這些因子可能參與定義基底角質(zhì)形成細(xì)胞的獨(dú)特性。然后,通過對(duì)每個(gè)潛在重編程因子的反復(fù)及進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn),研究人員將范圍縮小到了4個(gè)可以介導(dǎo)轉(zhuǎn)化為基底角質(zhì)形成細(xì)胞的因子。
當(dāng)研究小組加入這4種因子治療小鼠的皮膚潰瘍時(shí),18天內(nèi)小鼠潰瘍處長出了健康的皮膚,并且隨著時(shí)間的推移,上皮細(xì)胞擴(kuò)張并連接到了周圍的皮膚,這一情況即使在大面積潰瘍中也是如此。在3個(gè)月及6個(gè)月后,研究人員通過分子、遺傳學(xué)和細(xì)胞學(xué)測試發(fā)現(xiàn),新生成的細(xì)胞表現(xiàn)得與健康皮膚細(xì)胞無異。
在大面積潰瘍小鼠模型中,研究人員將一種細(xì)胞類型(紅色:間充質(zhì)細(xì)胞)轉(zhuǎn)化為另一種細(xì)胞類型(綠色:基底角質(zhì)形成細(xì)胞)。Credit: Salk InstituteClose
研究人員正在計(jì)劃進(jìn)行更多的研究來優(yōu)化這項(xiàng)技術(shù),并開始在其他的潰瘍模型中進(jìn)行測試。不過“在應(yīng)用到臨床之前,我們必須對(duì)該方法的長期安全性做更多的研究,并盡可能地提高效率。”Kurita說道。