分离出来的角质形成细胞

  新生的皮肤和周围融为一体新生的皮肤和周围融为一体
 
  皮肤长出来了,不过这新生的皮肤的屏障功能怎么样呢?研究人员测定了由外而内的染料渗透,以及由内而外的水分散失情况。伤口新生的皮肤的表现和正常皮肤一样。
 
  接下来,研究人员又进一步优化了治疗方案。通过用凝胶搭载病毒,以及与生物活性分子成纤维细胞生长因子2(FGF2)和Rock抑制剂联合使用,伤口愈合时间缩短到了17天。
 
  效果不错,但是这些诱导出的上皮祖细胞在体外就表现出了快速增殖的能力,那它们会不会失控,成为肿瘤呢?研究人员把这些上皮祖细胞注射到裸鼠体内,并与小鼠中分离出来的角质形成细胞,以及典型的恶性细胞——Hela细胞做对比。
 
  诱导出的上皮祖细胞没有表现出恶性细胞的侵袭性诱导出的上皮祖细胞没有表现出恶性细胞的侵袭性
 
  结果,诱导出的上皮祖细胞形成了光滑、柔软、圆形的结节,比原始角质形成细胞形成的结节略大。而像Hela细胞那样的跨筋膜侵袭性,并没有在诱导出的上皮祖细胞中观察到,即使过了56天,这些上皮祖细胞还是停留在注射的部位,没有离开。
 
  当然,这项技术离在临床中应用还有一段距离。第一作者Masakazu Kurita也表示:“在进入临床前,我们必须对我们的方法的长期安全性做更多的研究,并尽可能地提高效率。”
 
  除了烧伤,糖尿病足、褥疮等造成的难遇性伤口都有望通过这个方法治愈,希望能早日在临床中得到应用。皮肤,是我们身体上最大的器官,也是我们抵御环境中种种不利因素的第一道屏障。皮肤破损相信大家都有过,擦伤什么的,保持伤口清洁不被感染,过几天就好了。但皮肤的大面积破损就不一样了,尤其是连生发层都大量破坏了的大面积烧伤。
 
  大面积烧伤在急救领域一直是一个难题。皮肤破坏后,失去了屏障功能,体液外渗和细菌感染相互促进。像美达锦纶公司员工那样,烧伤面积达到90%以上的,死亡率超过40%。生发层都没了,等身体自然恢复就是天方夜谭,拯救生命只能靠植皮,可是皮又从哪里来呢?
 
  要是创面能够长出皮肤就好了!
 
  近日,索尔克生物研究所的Masakazu Kurita等,通过对伤口处细胞直接重编程,让创面直接长出了皮肤[2]!文章发表在Nature上。
 
  皮肤的再生皮肤的再生
 
  在皮肤损伤的修复中,一个重要的步骤是角质形成细胞从伤口两边迁移到伤口中。可想而知,伤口越大,这一步也就越慢。对于那些巨大的伤口,往往就只能做皮肤移植了。
 
  不过皮肤移植也有不少问题。比如自体皮肤移植,不会出现排异反应,看起来很好,但对于大面积烧伤的患者,哪来那么多完好的皮肤去用于移植。而异体皮肤移植,只能暂时覆盖伤口,也面临着供体来源、传染病和排异反应等问题。
 
  虽说可以通过自体微粒植皮,以及大张异体皮开洞嵌植自体皮等方法,来解决这些问题,但受到的限制还是很多。
 
  所谓“大张异体皮开洞嵌植自体皮”,就是在整张异体皮上开洞,洞中植入小块的自体皮所谓“大张异体皮开洞嵌植自体皮”,就是在整张异体皮上开洞,洞中植入小块的自体皮
 
  有些科学家想到用自体干细胞,在体外培养出皮肤,来进行移植[5]。科学家也通过这种方法治愈了大疱性表皮松解症。不过面对烧伤,培养过程所需的数周时间,有可能就会延误治疗了。
 
  如果能让伤口直接长出新的皮肤就好了。
 
  细胞重编程技术的发展,让这成为了可能[6]。Masakazu Kurita等正是希望把伤口处的细胞直接重编程成表皮祖细胞,进而产生表皮细胞,修复伤口。
 
  重编程三个字说起来简单,找出合适的重编程的方法可不简单。研究人员先在间充质细胞和脂肪来源的基质细胞中进行了实验。这两种细胞也是伤口愈合中起重要作用的两种细胞。
 
  通过比较间充质细胞和角质形成细胞的表达谱,研究人员找出了可能与角质形成细胞转化有关的55个转录因子和31个micro RNA。通过逐个转入这些可能的基因等方法,研究人员最终确定了4个重编程的关键基因:DNP63A、GRHL2、TFAP2A和MYC,合称为DGTM。
 
  不过在体外,通过DGTM诱导产生的上皮组织是没有角质层的黏膜型,而非像皮肤一样有角质层。但考虑到上皮细胞的表型跟周围环境有很大关系[7],研究人员认为这并不是一个问题,在该长皮肤的地方,角质层自然会出来。
 
  接下来就是到动物模型中去验证DGTM的效果了。研究人员切除了小鼠背部皮肤,并把伤口和周围的皮肤隔离开,以模拟难以愈合的皮肤溃疡。
 
  伤口中没有红色的上皮细胞伤口中没有红色的上皮细胞
 
  研究人员使用的是一种转基因小鼠,上皮细胞都会带有红色荧光。观察发现伤口中没有上皮细胞。而且,这些伤口也确实不会自己愈合。
 
  之后,研究人员用装载着DGTM的腺相关病毒去感染这些伤口。在第18天时,研究人员就在伤口中观察到了上皮细胞。到了第28天,伤口中新生的上皮组织就跟伤口周围的皮肤很像了。
 
  为了看看这新生上皮的增殖能力,研究人员又把隔离区扩大了一圈。一个月后,隔离区又被新生的皮肤覆盖率。到了这,“良心发现”的研究人员终于把皮肤上的隔离物拿走了。两周内,新生的皮肤就和周围的皮肤融为一体了。