一项新的科学发现未来可能被用于延缓衰老的迹象。一组研究人员已经发现人体如何从干细胞生成皮肤,甚至在实验室中复制了少量皮肤。这项研究是科学家们试图了解人体每个部分是如何一个细胞一个细胞地形成的的一部分。
除了延缓衰老,研究结果还可以用于制造人工皮肤进行移植和预防疤痕。人类细胞图谱项目是生物学中最雄心勃勃的研究计划之一。这是一个国际项目,但其基地位于剑桥的韦尔科姆桑格研究所。
项目负责人之一穆兹拉法·汉法教授表示,该项目将帮助科学家更有效地治疗疾病,同时找到新的方法让人们更长时间保持健康,甚至看起来更年轻。“如果我们能够操纵皮肤并防止衰老,我们将减少皱纹,”汉法教授说。“如果我们能够理解细胞从初始发育到成年衰老的变化过程,那么我们就可以尝试说,‘我们如何使器官再生,使心脏更年轻,如何使皮肤更年轻?’”
这些想法距离实现还很遥远,但研究人员正在取得进展,最近在理解胎儿早期阶段皮肤细胞如何发育方面取得了突破。当卵子受精后,所有的人类细胞都是相同的。但在三周后,这些所谓的“干细胞”内的特定基因被激活,告诉它们如何特化并结合形成身体的不同部分。研究人员已经确定了哪些基因在何时何地被激活,以形成人体最大的器官——皮肤。
在显微镜下经过化学处理后,它们看起来像细小的彩色光线。形成皮肤表面的基因呈橙色。其他黄色基因决定肤色,还有许多其他基因形成其他结构,如头发、汗腺和保护我们免受外界侵害的结构。研究人员基本上获得了一套创建人类皮肤的指令,并将其发表在《自然》杂志上。
理解这些指导方针开启了令人兴奋的可能性。例如,科学家已经知道胎儿皮肤可以无疤痕愈合。新的指导包详细说明了这一过程,还可以研究是否可以应用于成人皮肤,或许用于外科手术。此外,科学家发现免疫系统细胞在皮肤血管形成中起关键作用,并能够在实验室中模仿适当的遗传指令。他们使用化学物质在适当的时间和位置开启和关闭基因,从而从干细胞人工生长皮肤。
到目前为止,他们已经成功生长出长有毛发的皮肤碎片。汉法教授表示,最终目标是完善这一技术。“如果你知道如何制造人类皮肤,那么它就可以用于烧伤患者,也可以成为组织移植的一种方式。”她还提到另一个例子:“如果可以制造毛囊,那么我们可以让秃顶的人重新长出头发。”
实验室培养的皮肤还可以帮助科学家了解遗传性皮肤病的发展过程,并测试可能的新治疗方法。在胚胎发育过程中,基因开启和关闭的指令会传递到整个胚胎,并在出生后继续传递到成年期,以便我们的各种器官和组织得以发展。在人类细胞图谱项目的八年期间,分析了来自身体不同部位的1亿个细胞。已经起草了大脑和肺部的图谱,研究人员正在制作人类肾脏、肝脏和心脏细胞的图谱。
剑桥大学教授萨拉·塔赫曼是该项目的创始人之一和国际科学家团队的负责人,她说:“这非常令人兴奋,因为它为我们提供了生理学和解剖学的新见解,并提供了对人类的新理解。”她告诉BBC新闻:“这将改变关于我们自己和我们的组织和器官及其工作原理的教科书。”
未来几周和几个月内,关于身体其他部分生长的遗传指令将陆续发布,直到最终我们对人类身体的形成有一个更加完整的认识。
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