现代医学仍面临一个基础难题:皮肤愈合效果往往不理想。烧伤、慢性伤口以及年龄相关的皮肤变薄等问题始终难以有效治疗。如今,瑞典公园中的一种微小生物可能为解决该问题指明新方向。
隆德大学的研究人员将目光投向扁虫——这类生物以全身再生能力著称。该研究探索了这些蠕虫释放的信号是否有助于人类皮肤自我修复。
公园池塘中的发现
故事始于瑞典马尔默市。科学家使用生鸡肉作诱饵的简易陷阱,从公园池塘采集野生扁虫。这些蠕虫成为本研究的基础。某护肤公司率先提出设想:希望探索扁虫的再生能力是否能应用于人类皮肤。
"我们感到十分惊讶,因为我们并非扁虫研究实验室,但科学前景令人振奋——这是前所未有的研究方向。"化学生物学与治疗学副研究员马丁·赫约特表示。
伤口治疗为何仍是医学挑战
皮肤损伤影响数百万人。烧伤和慢性伤口通常愈合缓慢,部分甚至无法完全恢复。当前疗法依赖植皮或干细胞治疗等手段,虽有一定效果却伴随风险:机体可能排斥移植细胞,且存在肿瘤形成隐患,生产过程也复杂耗时。
研究人员正寻求更安全简便的替代方案。其中极具前景的选项是细胞外囊泡(EVs),这类细胞释放的微小颗粒携载蛋白质和遗传物质,促进细胞间通讯。
超越人类细胞的探索
多数研究使用人类或动物细胞的EVs,隆德团队则另辟蹊径,聚焦再生能力卓越的生物体。扁虫依靠特殊干细胞(新细胞)实现全身再生,科学家推测其EVs可能携带促愈合信号——此前尚无跨物种验证。
培育扁虫种群
研究团队需大量样本,故选择野外采集而非实验室品系。"为深入探究,我们决定采集野生扁虫。尽管存在实验室培育的成熟模型,但我们希望更贴近自然状态的生物体。"共同作者拉克尔·比尤林指出。
这些扁虫在模拟自然栖息地的水环境中培育,每周喂食并精细维护。为扩大种群,研究人员将扁虫切割成段,每段一至两周内再生为完整新个体,这种天然能力实现了规模化生产。
提取微小囊泡
下一步是从扁虫中分离EVs。科学家先令扁虫禁食以清除食物残留,再处理组织释放囊泡。由于囊泡尺寸与病毒相当(约50-200纳米),操作极为精细。
"外泌体尺寸接近病毒,工作极其繁琐。"比尤林解释道。团队采用简易方法:添加特定化合物促使囊泡聚集,便于收集。
跨物种囊泡测试
研究人员通过多重技术验证囊泡真实性。显微镜显示微小光点,电子成像揭示50-200纳米的圆形结构,内部含密集物质(可能为蛋白质和RNA),其尺寸形态符合已知外泌体特征,且低温储存两周后仍保持稳定。
首次测试采用鸡胚模型:制造微小烧伤后施用囊泡。24小时内,处理组伤口愈合速度超过对照组;48小时后,多数处理组伤口已闭合,证明囊泡跨物种活性。
人类皮肤的反应
团队随后测试人工皮肤模型(模拟真实皮肤结构)。部分样本从底层施用囊泡,部分直接作用于表面。三天后出现明显差异:最深层皮肤(含胶原蛋白生成细胞——成纤维细胞)反应最显著,该层厚度增加表明胶原蛋白生成提升,对维持皮肤强韧健康至关重要;表层变化较小,可能因其屏障功能所致。
加速愈合的分子机制
研究人员在人工皮肤制造微小伤口并追踪再生速度。局部施用效果最佳:处理组再生速度显著快于对照组。"研究表明,扁虫信号分子能加速人体自身愈合过程。"赫约特强调,"这是首次证实扁虫再生能力可在其他生物体中应用。"
安全性是关键考量。人体免疫细胞会否排斥这些蠕虫囊泡?团队用人体血细胞测试,结果显示无明显免疫反应——暴露于囊泡的细胞行为与对照组相似,提示风险较低,但仍需进一步验证。
治疗意义
该研究开辟新方向:使用囊泡替代活细胞可规避诸多风险,同时简化生产流程。扁虫易于增殖提供稳定供应,其囊泡适用于多种伤口类型。当前发现仍属早期,科学家需明确具体作用分子,并通过动物实验确认安全性。
未来应用前景
原始产业合作伙伴计划基于此开发护肤产品,研究团队已申请专利。"这是项令人振奋且略显非常规的研究,但对我们隆德大学而言,扁虫的再生能力才是核心关注点。"赫约特表示。多年以来,研究者试图使人类细胞具备再生能力,而本研究反向操作——直接利用擅长愈合的物种释放的信号。若后续研究证实效果,扁虫或将助力开发烧伤、伤口及老化皮肤的新疗法。该研究已发表于《ACS Omega》期刊。
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