约翰霍普金斯医学院的研究人员近日发表新证据,证实蛋白质Piezo1通过感知皮肤拉伸产生的张力,调控皮肤生长所需的代谢和免疫变化。这项发现可能为烧伤及需要皮肤移植的患者提供非侵入式治疗方案。
科学家早已发现适度的机械应力能促进皮肤生长(如儿童发育或怀孕期间的身体变化),但过强应力会导致皮肤撕裂。尽管已知伤口愈合由Hippo信号通路调控,但皮肤张力生长的分子机制长期未明。此前研究显示,作为机械力传感器的Piezo1蛋白在皮肤中高表达,提示其可能参与皮肤生长调节。
在NIH资助的实验中,研究团队通过空间转录组技术分析小鼠皮肤扩张后(14天、32天、70天)的基因表达。结果显示:张力、血管生成和应激颗粒相关基因表达分别提升2.1倍、1.4倍和1.4倍,免疫细胞活性增强证实了系统性响应机制。研究人员进一步通过药物激活Piezo1(Yoda1处理)发现,实验组小鼠皮肤表面积增加130%,重量增加120%,表皮厚度增加130%。而Piezo1基因敲除小鼠则出现相反结果,表皮面积减少0.9倍,厚度减少0.8倍。
研究通讯作者Yingchao Xue博士指出,Piezo1的过表达进一步放大了信号通路反应,证实其作为皮肤生长关键触发器的作用。当前依赖硅胶扩张器的皮肤再生技术存在感染风险且耗时漫长,新发现为开发靶向Piezo1的药物疗法提供了理论基础。研究团队表示下一步将探索该机制在人体中的适用性。
本研究获得美国国立卫生研究院等机构资助,研究团队包括约翰霍普金斯大学Elizabeth Winnicki等21位科学家。论文通讯作者Luis A. Garza声明其接受Sun Pharma公司的非相关研究资助,其他作者无利益冲突。
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