發布日期：2018-09-27

通過在實驗室小鼠模型中將一種細胞類型（紅色：間充質細胞）轉換成另一種（綠色：基底角質形成細胞）在大面積潰瘍內產生上皮細胞皮膚組織。圖片來源：Salk Institute

　　眾所周知，大面積的皮膚創傷，包括嚴重燒傷、褥瘡或糖尿病等慢性疾病導致的創傷會給患者帶來極大的痛苦，有時甚至會危及生命。當皮膚表面破裂時，構成皮膚外層的上皮細胞會向傷口處遷移，以努力修復創面并密閉傷口，但這種愈合過程在較大的傷口中會變得非常困難，尤其是對老年人而言。

　　近日，來自美國Salk研究所的科學家們開發了一種新技術，使修復大面積皮膚創傷的整形手術在未來或將成為歷史。新技術將細胞重編程為干細胞樣狀態，使開放性傷口的細胞直接轉化成新的皮膚細胞。它可用于治愈皮膚損傷和抵抗衰老的影響，并幫助我們更好地理解皮膚癌癥。該研究成果近期已發表在《Nature》雜志上。

　　研究通訊作者Salk研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte教授說：“我們的觀察結果初步證明了完整三維組織（比如皮膚）體內再生的可行性，而不僅僅是過去研究中那樣單個細胞類型的再生。這些知識不僅有助于開發加強皮膚修復的策略，還能用于指導其他人類病理學現象的活體再生治療，例如抵抗衰老造成的組織修復受損。”

　　皮膚潰瘍通常需要手術治療，將現有的皮膚移植到傷口處。然而當潰瘍面積太大時，外科醫生就很難找到足夠的皮膚。在這種情況下，研究人員會從患者身上分離出皮膚干細胞，在實驗中進行培養后再將它們移植回患者體內。但是這種方法需要耗費大量的時間，甚至有可能使患者面臨生命危險，并且有時并沒有效果。

　　擁有整形外科背景的Izpisua Belmonte和Salk研究所的助理研究員Masakazu Kurita十分清楚，傷口愈合的關鍵步驟是基底角質形成細胞向傷口的遷移或移植。這些干細胞樣細胞在充當不同類型皮膚細胞的前體。但是失去多層皮膚的大面積嚴重傷口不再有任何的基底角質形成細胞，即使在這些傷口愈合時，這個區域繁殖的細胞也主要參與到傷口閉合與炎癥之中，而非健康皮膚的重建。

　　Izpisua Belmonte和Kurita希望將其他細胞直接轉化為基底角質形成細胞，而不需要將它們從體內取出。Kurita說：“我們已經開始在沒有皮膚的地方生成皮膚。”

　　研究人員首先比較了兩種細胞類型（炎癥細胞和角質形成細胞）的多種蛋白質水平，以弄清楚他們需要如何對細胞特性重編程。他們篩選了55個“重編程因子（蛋白質和RNA分子）”，這些因子很可能參與到定義基底角質形成細胞的特性當中。然后，通過對每種潛在重編程因子的試驗、試錯以及進一步實驗，他們最終將列表縮小到4種可以介導轉化基底角質形成細胞的轉錄因子。

　　當該研究團隊用這4種因子局部治療小鼠的皮膚潰瘍時，患處在18天內長出了健康的皮膚（上皮細胞）。隨著時間推移，上皮細胞擴張并與周圍皮膚連接起來，即使對大面積潰瘍也是如此。在3至6個月后，新生成的細胞在一系列分子遺傳和細胞試驗中與健康皮膚細胞表現相同。

圖片來源：《Nature》

　　研究人員正計劃進行更多的實驗以優化該技術，并開始在其他潰瘍模型上進行測試。

　　Kurita說：“在臨床應用之前，我們必須對這項新技術的長期安全性進行更多研究，并盡可能地提高效率。”

　　原文：https://www.nature.com/articles/s41586-018-0477-4

來源：科技部