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Cell Stem Cell:皮肤在重度烧伤后如何再生?

重度烧伤的人往往会留下大片的疤痕,而且会觉得皮肤发痒和长期紧绷。这是因为在愈合过程中,身体会迅速闭合伤口来预防感染,而不是再生或恢复正常的皮肤组织。

近日,由卡尔加里大学Jeff Biernaskie博士领导的研究小组在了解皮肤如何愈合方面取得了重大进展。这项研究成果发表在《Cell Stem Cell》杂志上,有望通过药物治疗大大促进皮肤的再生。

Biernaskie教授表示:“我们鉴定出位于真皮层(也就是皮肤深层结缔组织)内的特定祖细胞群。祖细胞的独特之处在于它们能够产生许多新细胞来维持或修复组织。当人们受伤时,这些真皮细胞被激活并增殖,然后迁移到伤口处,在那里产生几乎所有新组织来填充伤口,包括疤痕和再生组织。”

研究人员开展了为期五年的研究,以了解为什么某些真皮细胞能够再生新皮肤,而不破坏疤痕组织。他们利用单细胞RNA测序技术(scRNA-seq),对受伤后不同时间的数千个单细胞进行分析,以比较皮肤伤口内的疤痕形成区域和再生区域。

他们发现,毛囊间充质祖细胞对伤口修复的贡献很小。相反,以Hic1为标志物的毛囊外祖细胞产生了大量的修复性成纤维细胞,能够介导伤口中心的皮肤再生以及周围的疤痕形成。

研究表明,尽管这些细胞有着相同的起源,但伤口内不同的微环境激活了完全不同的基因集合。这也意味着,在伤口再生区域内发现的信号促使那些参与皮肤发育的基因重新激活。而在疤痕形成区域,这些促进再生的程序受到抑制,而疤痕形成程序占据主导地位。

研究人员认为,他们有望据此来修改控制皮肤再生的遗传程序。“我们发现,你可以通过药物来改变伤口环境,或直接修改这些祖细胞的遗传学,这两者都能改变祖细胞在伤口愈合过程中的行为。这对伤口愈合有着显著的影响,包括再生新的毛囊、腺体和脂肪,”Biernaskie说。

这项研究有助于人们了解伤口愈合过程中驱动疤痕形成的分子信号,同时鉴定出多个遗传信号,它们能够克服纤维化,并促进真正的皮肤再生。

“这一原理证明很重要,因为它表明成年人的伤口反应细胞确实具有潜在的再生能力,”Biernaskie说。“现在,我们正在积极寻找可能涉及的其他通路。我们希望开发出一种能够安全用于人类和动物的药物,完全阻止疤痕形成的遗传程序,从而大大皮肤愈合的质量。

 

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