关闭

新技术:在伤口再造皮肤

2018-09-13 14:48:48  来源:搜狐  

全文翻译自美国每日科学网2018年9月5日报道文章:

The alchemy of healing: Researchers turn open wounds into skin

索尔克研究所(Salk Institute)的科学家研发出一种新技术:直接将伤口中的细胞转化为健康的皮肤细胞。这种方法依赖于将细胞重新编程,使其处于类似干细胞的状态,可能有助于修复皮肤损伤、对抗衰老,以及帮助我们更好地了解皮肤癌。

这张照片首次证明了哺乳动物体内功能器官(皮肤)成功再生的原理,这种技术被称为基于AAV的体内重编程。在实验室小鼠模型中,将一种细胞类型(红色:间充质细胞)转化为另一种细胞类型(绿色:基底角质形成细胞),形成上皮(皮肤)组织。

------------------------------------------------------------------------

皮肤溃疡,通常通过外科手术治疗,即通过移植现有的皮肤来覆盖伤口。然而,当溃疡特别大时,患者自身很难提供足够的皮肤。在前期实验中,研究人员从患者身上分离出皮肤干细胞,然后在实验室培育它们,最后将它们移植回患者体内。然而,该方法需要大量的时间去培育足够的皮肤,这可能会延误病情,使病人的生命处于危险之中。

失去了基底层细胞(属于未分化细胞,不断产生子细胞以更新表皮)的伤口,即使可以愈合,形成的也不再是正常的皮肤(被其他细胞取代)。有整形外科背景的Izpisua Belmonte和Salk研究助理Masakazu Kurita都清楚,伤口恢复的关键一步是将基底层细胞移植到伤口中。

Izpisua Belmonte和Kurita希望直接将伤口的非基底细胞转化为基底细胞,而不是将它们从体内取出。

研究人员首先比较了炎症细胞和上皮细胞的不同蛋白表达水平,以了解他们需要改变什么来重新塑造细胞的身份。他们确定了55种“重编程因子”(蛋白质和RNA分子),这些因子可能参与构成基底细胞的独特特性。然后,通过对每个潜在的重编程因子的反复试验,将列表缩小到4个可以介导转化为基底细胞的因子。

当研究小组用4种因子治疗小鼠的皮肤溃疡时,溃疡在18天内长出了正常的皮肤(上皮细胞)。随着时间的推移,即使在较大面积的溃疡伤口,上皮细胞亦可以不断生长并连接到周围的正常皮肤。在3个月及6个月后,在一系列的分子、遗传及细胞层面的测试中,新生成的细胞如同健康的皮肤细胞。

研究人员正在计划更多的研究来优化这项技术,并开始在更多的溃疡模型中测试它。

Kurita说:“在这项技术进入临床之前,我们必须对该技术的长期安全性做更多的研究,并尽可能地提高有效率。”

该研究成果已发表在《自然》杂志中:

Masakazu Kurita, Toshikazu Araoka, Tomoaki Hishida, David D. O’Keefe, Yuta Takahashi, Akihisa Sakamoto, Masahiro Sakurai, Keiichiro Suzuki, Jun Wu, Mako Yamamoto, Reyna Hernandez-Benitez, Alejandro Ocampo, Pradeep Reddy, Maxim Nikolaievich Shokhirev, Pierre Magistretti, Estrella Núñez Delicado, Hitomi Eto, Kiyonori Harii, Juan Carlos Izpisua Belmonte. In vivo reprogramming of wound-resident cells generates skin epithelial tissue. Nature, 2018; DOI:10.1038/s41586-018-0477-4

责任编辑:林菽蔚
相关阅读