從水生到陸生的生態(tài)轉(zhuǎn)變（水陸過(guò)渡）是脊椎動(dòng)物演化史上的重大事件，這一過(guò)程需要?jiǎng)游镌谏?、形態(tài)和生物力學(xué)上克服多項(xiàng)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，而皮膚的結(jié)構(gòu)重塑（尤其是四肢接觸面的適應(yīng)性演化）在這一過(guò)程中起到了核心作用。
具體而言，水陸過(guò)渡需要?jiǎng)游镅莼鎏厥獾?strong>爪皮以適應(yīng)陸地生活，包括角質(zhì)層增厚以支撐體重并在運(yùn)動(dòng)中抵抗地面的機(jī)械應(yīng)力，爪皮表面演化出凸起或凹槽等微納米結(jié)構(gòu)來(lái)增大接觸面積和調(diào)節(jié)摩擦系數(shù)從而提高運(yùn)動(dòng)效率。
2025 年 8 月 4 日，北京生命科學(xué)研究所陳婷團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為：A mechano-resistance mechanism in skin adapts to terrestrial locomotion 的研究論文。
該研究揭示了皮膚中的機(jī)械阻力機(jī)制通過(guò)適應(yīng)性演化支持動(dòng)物在陸地生活的運(yùn)動(dòng)，這一發(fā)現(xiàn)還為掌跖角化病（Palmoplantar Keratoderma，PPK）提供了干預(yù)策略。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了皮膚上皮細(xì)胞中存在的一種進(jìn)化中形成的機(jī)制，可適應(yīng)陸地生活機(jī)械應(yīng)力的需求。
該研究研究表明，四足動(dòng)物保守存在的 Slurp1 基因在掌跖皮膚（手掌和腳掌的皮膚）中特異性表達(dá)。在人類中，SLURP1 基因突變會(huì)導(dǎo)致掌跖角化病（Palmoplantar Keratoderma，PPK），該病癥的特征是手掌和腳掌皮膚的角質(zhì)層過(guò)度增生、皸裂或鱗屑化。
值得注意的是，在 Slurp1 基因敲除小鼠中，降低其爪皮的機(jī)械壓力，可完全逆轉(zhuǎn)掌跖角化病（PPK）表型。從機(jī)制上來(lái)說(shuō)，SLURP1 蛋白定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）膜，與鈣泵 SERCA2b 結(jié)合。通過(guò)維持機(jī)械壓力下 SERCA2b 的活性，SLURP1 可調(diào)控細(xì)胞質(zhì)低鈣水平，抑制機(jī)械壓力誘導(dǎo)的 pPERK-NRF2 信號(hào)通路激活，而基因干預(yù)該通路可有效逆轉(zhuǎn)掌跖角化?。≒PK）。
該研究的核心發(fā)現(xiàn)：
SLURP1 是一種在四足動(dòng)物中保守的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白；
在 SLURP1 缺失的情況下，機(jī)械壓力仍會(huì)引發(fā)掌跖表皮增生；
SLURP1 保持 SERCA2b 的功能以維持細(xì)胞質(zhì)鈣水平；
SLURP1 阻止異常的 pPERK-NRF2 激活以維持表皮穩(wěn)態(tài)。
總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究闡明了一種基于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的機(jī)械壓力抵抗機(jī)制，可增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)持續(xù)機(jī)械壓力的防御能力。
論文鏈接：
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00801-3
合作咨詢
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com
2006-2025 上海博華國(guó)際展覽有限公司版權(quán)所有（保留一切權(quán)利）
滬ICP備05034851號(hào)-57
