Science:液-液相分離促進皮膚屏障形成

2020-12-21 生物谷

2020年3月21日訊/

生物谷

BIOON/---在一項新的研究中，來自美國洛克菲勒大學的研究人員發現皮膚中蛋白的相分離問題可能導致某些皮膚疾病的產生。相關研究結果近期發表在Science期刊上，論文標題為「Liquid-liquid phase separation drives skin barrier formation」。在這篇論文中，他們描述了他們對小鼠組織中液-液相分離（liquid-liquid phase separation）的研究以及他們發現的結果。瑞士蘇黎世大學的Arpan Rai和Lucas Pelkmans針對這項研究在同期Science期刊上發表了一篇標題為「Liquid droplets in the skin」的觀點類型文章。

圖片來自Science, 2020, doi:10.1126/science.aax9554。

先前的研究已表明作為皮膚的最外層，表皮（epidermis）由角質形成細胞（即產生角蛋白的細胞）組成。表皮是由這樣的細胞層組成的，這些細胞不斷地向上遷移到表皮中。當它們這樣做時，它們經歷了一個轉變，失去了它們的細胞器，並在這個過程中變成了鱗片（squams），最終完全死亡，被丟棄到環境中。皮膚表面上的鱗片層在環境和身體內部組織之間形成保護性屏障。在這項新的研究中，這些研究人員試圖更多地了解表皮中細胞進行轉化的過程，以更好地了解包括癌症在內的皮膚疾病。

為了了解有關該過程的更多信息，這些研究人員研究了小鼠組織。更具體地說，他們研究了絲聚合蛋白原（profilaggrin），即一種通常位於顆粒層（stratum granulosum）中的蛋白絲。顆粒層是剛好位於角質層（皮膚表面層）下方的一個皮膚層。他們發現，在絲聚合蛋白原的液-液相分離過程中產生的透明角質顆粒（keratohyalin granule）與角蛋白絲相互作用，而角蛋白絲是分化過程中角質形成細胞組織化過程的一部分。相分離是由於分化特異性蛋白在角質形成細胞中的積累，這使得這些細胞經歷了一種類似於油醋分離的相變。這導致越來越粘稠的蛋白液滴擠滿細胞質。結果是透明角質顆粒溶解，從而導致絲聚合蛋白原分解為單體。這些單體然後與其他蛋白相互作用，從而導致細胞內蛋白基質的形成。

這些研究人員認為皮膚動力學遭受幹擾（特別是導致脂質相變不良的突變）可能在皮膚屏障疾病的產生中起著重要作用。（生物谷 Bioon.com）

參考資料：1.Felipe Garcia Quiroz et al. Liquid-liquid phase separation drives skin barrier formation. Science, 2020, doi:10.1126/science.aax9554.

2.Arpan Rai et al. Liquid droplets in the skin. Science, 2020, doi:10.1126/science.abb0060.

3.Phase separation problems with proteins in skin found to account for some skin diseases
https://phys.org/news/2020-03-phase-problems-proteins-skin-account.html

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