《Nature》皮膚新生-幹細胞功不可沒

2020-08-01 雲克隆

皮膚組織，覆蓋全身表面，抵禦外界刺激物，對機體起著重要的保護作用。作為人體的第一層保護器官，皮膚可以有效的抵禦外力損傷維持其完整性。皮膚在應對拉伸力的反應是擴張，在皮膚中植入拉伸裝置可以促進皮膚組織擴張，這項特殊反應被用於整形手術或修復出生缺陷。皮膚中的幹細胞是如何感知和傳遞拉伸，從而形成性的組織？發表在《Nature》的「Stretch exercises for stem cells expand the skin」解開了這一謎團。

皮膚表面是一種叫做表皮的多層組織，確保皮膚能應對脫水和環境壓力，保護生物體。它的基底層有幹細胞，通過幹細胞產生新的幹細胞，表皮不斷更新，形成表皮的上層屏障。最終，形成屏障的細胞從表面脫落，被新細胞取代。與所有細胞一樣，幹細胞中也有肌動球蛋白細胞骨架，這是一種可收縮的蛋白質絲網絡，並表達轉錄因子YAP、TAZ和MAL。研究團隊通過在小鼠皮膚下防止一種自膨脹凝膠，發現一部分表皮幹細胞中，肌動球蛋白細胞骨架被重組，並可促發YAP、TAZ和MAL向細胞核的運動，這些蛋白質誘導細胞內基因表達的改變，促進幹細胞增值並分化成表皮上層細胞。這種雙重作用促使皮膚組織擴張新生的同時維持了表皮的屏障功能。拉伸刺激缺少DIAPH3和Myh9的基因敲除小鼠，幹細胞內的轉錄因子YAP、TAZ和MAL不會向細胞核移動，幹細胞則無法感應拉伸，從而出現動物的屏障缺陷。因此，在正常皮膚中，拉伸可以重組肌動球蛋白細胞骨架，促進YAP、TAZ和MAL進入細胞核。這些蛋白質然後協調促進皮膚生長和屏障形成的轉錄程序（圖1）。

《Nature》皮膚新生-幹細胞功不可沒

圖1 皮膚幹細胞如何感應拉伸？

目前的研究為生物體內單細胞水平上解釋力提供了重要的線索。進一步研究，可能可將這項技術應用於重建手術以及與再生受損相關的疾病。

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