嚴重燒傷、褥瘡或糖尿病等慢性疾病造成的大面積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(kāi)發(fā)出一種新技術(shù),可以將開(kāi)放性傷口中的細胞直接轉化為新的皮膚細胞。這種方法依賴(lài)于將細胞重編程為干細胞樣狀態(tài),并可能有助于修復皮膚損傷、對抗衰老,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(xiàn)發(fā)表于《Nature》雜志上。
“我們的觀(guān)察結果構建出了整個(gè)三維組織(如皮膚)而不僅是之前所示的單個(gè)細胞類(lèi)型的體內再生原理的初步證據。”文章資深作者Juan Carlos Izpisua Belmonte教授說(shuō)道,“這一知識將不僅有助于加強皮膚修復作用,還可以指導在其他病理情況下及衰老期間的體內細胞再生策略。”
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(guò)移植現有的皮膚來(lái)覆蓋傷口,然而當潰瘍面積特別大時(shí),可用于移植的皮膚往往不夠,在這些病例中,醫生通常會(huì )從患者身上分離出皮膚干細胞,在實(shí)驗室中培養后再將它們移植回患者體內。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,傷口恢復的關(guān)鍵步驟是將基底角質(zhì)形成細胞移植到傷口中,這些干細胞樣細胞是不同類(lèi)型皮膚細胞的前體,但嚴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)形成細胞,即使最終傷口愈合,在該區域增殖的細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希望將這些細胞直接轉化為基底角質(zhì)形成細胞,而不是將它們從體內取出。 Kurita說(shuō)道:“我們開(kāi)始著(zhù)手在沒(méi)有皮膚的地方制造皮膚。”
研究人員首先比較了參與炎癥的細胞和角質(zhì)細胞之間不同的蛋白水平,以便了解他們需要做哪些改變來(lái)重編程細胞身份。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)形成細胞的獨特性。然后,通過(guò)對每個(gè)潛在重編程因子的反復及進(jìn)一步的實(shí)驗,研究人員將范圍縮小到了4個(gè)可以介導轉化為基底角質(zhì)形成細胞的因子。
當研究小組加入這4種因子治療小鼠的皮膚潰瘍時(shí),18天內小鼠潰瘍處長(cháng)出了健康的皮膚,并且隨著(zhù)時(shí)間的推移,上皮細胞擴張并連接到了周?chē)钠つw,這一情況即使在大面積潰瘍中也是如此。在
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