众所周知,提前准备的学生在考试中表现更好。现在看来,皮肤也可以做到这一点。韩国研究团队证明,与其在受伤后才匆忙修复,不如将一部分皮肤细胞预处理为"准备状态",使组织在受伤后能够立即启动快速有效的愈合过程。
马赛克式表皮部分重编程通过调节邻近细胞和组织微环境促进伤口愈合。图片来源:POSTECH的Sekyu Choi教授与Jong Kyoung Kim教授共同领导的研究,以及Minjun Kwak、Eunjun Choi、Yemin Jo等研究人员,联合基础科学研究所、韩国天主教大学和华盛顿大学的合作者共同参与,揭示了皮肤表皮细胞的部分细胞重编程如何重塑周围细胞和组织微环境,从而加速伤口愈合。
该研究结果发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。
为何皮肤细胞重编程很棘手
皮肤作为人体最外层的屏障,经常暴露在伤害之下。虽然轻微伤口在健康个体中通常几天内就能愈合,但在老年患者或糖尿病等疾病患者中,愈合可能需要数月甚至完全无法愈合。为解决这一挑战,再生医学越来越依赖细胞重编程。
这一过程通常依赖于四种被称为山中因子(Yamanaka factors)的蛋白质(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc),它们可以将细胞逆转为胚胎样状态。然而,完全重编程的细胞存在一个主要缺点:不受控制的生长和去分化,这增加了肿瘤形成的风险,限制了临床应用。
更温和的马赛克重编程方法
该团队采用了比完全重编程更为克制的方法——他们称之为"温和倒带"。关键在于,他们仅对一部分细胞应用了这种方法。
研究人员没有让所有细胞都暴露在四种转录因子下,而是只针对有限数量的细胞——即使这些细胞也不是完全重置,而是仅仅转变为略显年轻的状态。这种策略被称为"马赛克式部分重编程",是一种经过深思熟虑的谨慎干预,既限制了靶向细胞的数量,又控制了重编程的程度。
将皮肤预设为"预再生"模式
在动物模型中,即使在没有受伤的情况下,皮肤也进入了"预再生模式"。不仅被重编程的细胞,邻近的正常细胞、免疫细胞以及更广泛的组织微环境都开始发生变化。
这种协调反应由关键信号通路的激活驱动——包括PI3K-AKT、EGFR和HIF-1α——这些通路对细胞存活、生长和适应缺氧条件至关重要。实际上,细胞在相互传递信号:"可能要受伤了——让我们做好准备。"
更快的愈合和更广泛的影响
随后引入伤口时,这些益处变得更加明显。新的上皮层形成得更快,血管生长和免疫反应得到更精确的调控,整体愈合加速。疤痕也减少了。值得注意的是,即使在糖尿病条件下(通常伤口愈合受损),也观察到了这些改善。
Choi教授表示:"这项研究首次表明,仅操控一小部分细胞就能通过细胞间通信重塑整个皮肤组织的状态。"
第一作者Minjun Kwak补充道:"我们的发现不仅可能为针对糖尿病或老年患者慢性伤口的疗法奠定基础,还可能用于抗衰老技术以及再生药物和生物材料的开发。"
出版详情
Minjun Kwak等人,《马赛克式表皮部分重编程重塑邻近细胞和微环境以优化皮肤稳态与修复》,《自然通讯》(2026)。DOI: 10.1038/s41467-026-69047-2
期刊信息:《自然通讯》
关键医学概念
伤口愈合
临床类别
皮肤科、健康老龄化、常见疾病与预防
提供方:浦项科技大学
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