探測到一種「神奇」因子：或能讓皮膚擁有新生兒般的自我修復能力

2020-10-03 生物探索

本文轉載自「中國生物技術網」微信公眾號。

與其他生物體相比，如蠑螈，它們可以再生出整個四肢和皮膚；又如斑馬魚，它們可以再生出自己的心臟，哺乳動物的再生能力簡直是弱爆了，但這並沒有阻止科學家在再生領域的努力與突破。

北京時間9月30日，發表在《eLife》上的一項新研究中，來自美國華盛頓州立大學（WSU）的研究團隊發現了一種再生因子，它可以讓成年小鼠具備如新生兒皮膚的再生能力一樣實現皮膚自我修復，而且不會干擾發育和體內平衡。

https://elifesciences.org/articles/60066

人和小鼠皮膚的整體結構和複雜性非常相似，因此小鼠皮膚可以成為研究皮膚發育和傷口修復的有用模型。這一發現對傷口治療和預防皮膚的某些老化過程具有重要意義。

在這項研究中，研究人員發現了一種因子，它的作用類似於小鼠皮膚中的分子開關，在生命的第一周發育過程中控制著毛囊形成，當皮膚形成後大部分被關閉，並在成年鼠組織中仍然保持著關閉狀態。當研究人員在成年小鼠的特化細胞中激活它時，動物的皮膚能夠癒合傷口，而且不會留下疤痕，甚至癒合後的皮膚還會長出毛，還能起雞皮疙瘩，這種能力在成年皮膚疤痕中是不可能的。

帶有毛囊的可再生皮膚傷口的圖像

該研究通訊作者、WSU分子生物科學學院和生殖生物學中心助理教授Ryan Driskell說：「我們能夠利用新生皮膚的先天能力來再生，並將這種能力轉移到成年皮膚上。我們原則上已經證明，這種再生是可能的。」

這項研究表明，人類皮膚再生的秘密可以通過研究我們自身的早期發育來發現。

Driskell說：「我們仍然可以從其他生物體中尋找靈感，當然我們也可以通過觀察自己來學習再生。因為在生長過程中，我們確實會產生新的組織。」

研究團隊使用了單細胞RNA測序從再生、瘢痕、穩態和發育中的皮膚中探測未分類的細胞。他們鑑定出新生乳頭狀成纖維細胞，它們形成一種瞬時再生的細胞類型，促進年輕皮膚的健康再生。乳頭狀真皮是皮膚的最頂層，起到保護身體免受外界環境的作用，它使皮膚具有張力和年輕的外觀。

這些成纖維細胞是由典型的Wnt轉錄因子Lef1表達的。通過使用功能獲得和喪失基因的小鼠模型，研究人員證明了Lef1表達可以引發成年小鼠皮膚的宏觀環境，包括在癒合的傷口中再生毛囊和纖毛肌。

在成年小鼠皮膚的特殊區域激活Lef1後，它可以增強皮膚再生傷口的能力，減少疤痕，甚至長出了新的毛囊，從而產生雞皮疙瘩。

Driskell是在得知史丹福大學Michael Longaker博士的研究成果後，第一次有了研究哺乳動物早期修復皮膚能力的想法。Longaker和他的同事觀察到，在子宮內進行急救手術時，出生後的嬰兒並沒有因手術而留下任何疤痕。

Driskell表示，要使這項研究成果應用於人體皮膚前，還有很多工作要做，但這是一項根本性的進步。在美國國立衛生研究院新撥款的支持下，該研究團隊將繼續研究Lef1和其他因素如何修復皮膚。同樣為了進一步促進這項研究，Driskell實驗室為RNA序列數據創建了一個開放的可搜索網絡資源（skinregeneration.org），供其他科學家訪問。

End

相關焦點

  • 一種「神奇」的再生因子:或能讓皮膚擁有新生兒般的自我修復能力
    北京時間9月30日，發表在《eLife》上的一項新研究中，來自美國華盛頓州立大學（WSU）的研究團隊發現了一種再生因子，它可以讓成年小鼠具備如新生兒皮膚的再生能力一樣實現皮膚自我修復，而且不會干擾發育和體內平衡人和小鼠皮膚的整體結構和複雜性非常相似，因此小鼠皮膚可以成為研究皮膚發育和傷口修復的有用模型。這一發現對傷口治療和預防皮膚的某些老化過程具有重要意義。
  • 神秘遺傳因子使成年人皮膚像新生兒皮膚自動修復和再生
    綠色線條是附著在再生毛髮上的肌肉，這樣它們就能「豎立　　目前，美國華盛頓州立大學科學家最新發現的一種遺傳因子可以讓成年人皮膚像新生嬰兒皮膚一樣自動修復，該發現對於更好的皮膚傷口治療及防止皮膚老化具有重要意義。
  • 具有自我修復能力的「機器人皮膚」 連金屬都能癒合
    本文由騰訊數碼獨家發布在我們的印象中，大多數傳統的機器人都是非常堅硬，而且動不動就容易損壞同時很難修復。但現在已經有科學家決心給這些機器人配上更厚的「皮膚」，來提高他們的「身體素質」。而最近出現的一種新技術，可以在解決這個問題方面取得非常顯著的進展。卡耐基梅隆大學的研究人員最近已經找到了一種方法來解決工程機械電子設備在使用軟性材料時容易出現表面損傷和電氣化故障的問題。就像之前類似的研究一樣，這種方法涉及到了一種聚合物。研究負責人Carmel Majidi和他的團隊為了能夠製造出一種既靈活又有一定抵抗損傷能力的材料，將一種基於鎵的金屬合金液體注入到柔軟的彈性外殼中。
  • 研究發現一種新發現的遺傳因素能使成人皮膚像新生兒一樣再生
    一種新發現的遺傳因素允許成人皮膚像新生嬰兒的皮膚一樣自我修復WSU分子生物科學學院的助理教授德裡斯科爾說:「我們能夠利用新生皮膚天生的再生能力，並將這種能力轉移到舊皮膚上。」。"我們已經從原則上證明了這種再生是可能的.
  • 最強人造皮膚來了:自我修復5000次,拉伸28倍,靈敏度驚人
    專家稱，強韌、有彈性、敏感的人造皮膚已經開發出來，可以自我修復5000 這款原型皮膚可以感知8英寸（20.32釐米）以外的物體，在不到十分之一秒的時間內做出反應，並自我修復5000多次。研究報告的作者Yichen Cai博士說，理想的電子皮膚應該模仿人類皮膚的許多自然功能，包括實時感知溫度和觸覺。
  • 幹細胞新用途:細胞因子在皮膚修復領域的新應用
    雖然人們以前認為幹細胞的修復能力與分化潛能有關，但越來越多的研究表明，幹細胞的分泌機制也起到了一定的作用，促進了幹細胞技術的不斷優化和升級。隨著幹細胞技術的發展，產生了新一代的技術，如外體和細胞因子。其中，細胞因子具有調節細胞生長和免疫應答的功能，在皮膚修復領域得到了廣泛的應用。
  • 電子皮膚究竟擁有怎樣的感知功能和自愈能力？
    除冷熱、溼度、觸覺這些皮膚本身所擁有的功能之外，嗅覺和聽覺這些本不屬於皮膚功能的部分也可以被集成到電子皮膚的序列當中。感受能力甚至也能加入其中。因此，從功能性的角度來看，電子皮膚的能力或將在不遠的將來遠超人類皮膚，它將賦予人類更多、更強大的功能。得益於細胞的全能性，人體在一定的損傷範圍內能夠實現在功能和外觀的自我修復。
  • 智性是人的一種特殊自愈能力:堪比皮膚修復速度,能縫補心靈傷痛
    智慧、理智是人本身具有的能力，但是人想要變得更有見識、更加聰明則需要後天教養。因為人性需要融入到社會的基因中，它需要文化和品德的滋養，目的是減少痛苦與傷痛。這種由後天訓練的智慧稱作智性，是我們消化心靈之痛的技能。智性擁有比皮膚更強大的自愈能力，不僅可以修復創傷，還能創作出截然不同的理想世界。
  • 像蠑螈一樣 「3D修復」肌體靠譜嗎?
    黃軍就副教授舉例，「例如血友病是由於患者基因缺陷，不能合成第九凝血因子從而導致患者不具備正常的凝血功能。常規的治療方法是定期注射第九凝血因子，成本極高，而且是短期有效的。我們可以分離病人的造血幹細胞，通過基因工程技術把病人造血幹細胞第九凝血因子的基因片段修正或者導入正常的基因信息後移植到病人體內，那麼由這些修正後的幹細胞再生的細胞就獲得了正常的凝血功能，也可以一勞永逸地解決病人的痛苦。」
  • 專業皮膚屏障修復品牌「海說」告訴你,如何修復敏感肌、痘痘肌...
    海洋β葡聚糖真的這麼神奇？專業皮膚屏障修復品牌「海說」告訴你，如何修復敏感肌、痘痘肌，紅血絲等受損皮膚。在二十世紀四十年代，Pillemer博士首次發現並報導酵母細胞壁中有一種物質具有提高免疫力的作用。
  • 新變色膜可以使機器人擁有變色龍般的皮膚
    機器人的外表，一直以來都多變聞名，而最近來自加州大學河濱分校的研究人員研發出一種新型超薄薄膜似乎將這一特點賦予了更進一步的色彩，它擁有非常神奇的能力，可以在扭曲或彎曲時改變顏色。研究人員認為，這樣的材料有朝一日可能會出現在機器人身上，讓它們擁有變色龍般的皮膚，或者變成現金，作為驗證其真實性的手段。
  • 可自我修復，可回收和可重構的液態金屬可穿戴電子皮膚
    可自我修復，可回收和可重構的液態金屬可穿戴電子皮膚同濟大學航空航天工程與應用力學學院，美國科羅拉多大學博爾德分校與北京航空航天大學材料科學與工程學院聯合科研團隊研究人員正在開發一種"真正可穿戴"的可穿戴電子設備，這是一種受人體皮膚啟發並粘在皮膚上的可拉伸且可完全回收的電路板
  • 新生兒普遍擁有的「原始反射」,不僅看起來萌,還能起到不同作用
    寶寶出生後的這些自帶的「被動技能」，能讓媽媽們很快速的理解到寶寶的需求，並能夠及時給予回應，對新生兒來說相當重要 新生兒寶寶出生自帶的「神奇技能」，其實是「原始反射」 明明出生才一周，當媽媽將他抱起，準備換新尿布時，明明突然抓起了身邊的紙尿褲，這個小動作把媽媽逗的高興了好幾天。還特意發了朋友圈，誇自己和寶寶聰明。
  • 揭秘幹細胞是如何進行組織修復與再生的
    根據分化能力幹細胞可分化為以下幾類：1、全能幹細胞：具有自我更新和分化形成任何類型細胞的能力，有形成完整個體的分化潛能，如胚胎幹細胞 ，具有與早期胚胎細胞相似的形態特徵和很強的分化能力，可以無限增殖並分化成為全身200多種細胞類型 ，進一步形成機體的所有組織、器官。
  • 兒童神經修復專家陳光福:新生兒腦損傷的早期幹預很關鍵
    新生兒腦損傷會對嬰幼兒的神經發育造成損傷，從而導致運動發育障礙或遲緩，甚至腦癱、智力障礙、語言障礙、癲癇、視聽障礙、學習障礙、睡眠障礙、多動症、社會適應能力和交往能力障礙等後果。患有新生兒腦損傷的寶寶，其產生的後遺症不管是對自身生存質量還是家庭都有比較嚴重的影響。
  • 牙齒神奇的自我修復功能,一個小妙招,讓你告別蛀牙!
    人的身體真的非常神奇，因為其強大的修復能力。大到肌骨損傷的自我修復，小到傷口的自行癒合，我們口腔裡的牙齒也具備這種自發修復的能力。今天小美帶你來了解下牙齒的神奇修復功能。然後口腔酸鹼值由PH7開始下降，4分鐘後降到PH4（PH值下降到5.2至5.5就是脫礦狀態）整個口腔此時呈酸性狀態，酸性物質開始腐蝕牙齒表面的鈣。這個時候由於唾液的中和作用，口腔PH值此時會再慢慢回升，2小時後口腔恢復中性狀態，鈣物質再次吸附至牙齒表面。
  • 國產超級皮膚靠分子間「磁力紐扣」自動癒合
    這種神奇自動癒合能力如今已不只存在於科幻世界中，日前，天津大學張雷、楊靜團隊研發的「全天候自癒合材料」，無須藉助任何外界幫助，能在嚴寒、深海和強酸鹼等極端條件下，實現全天候快速自癒合，有望成為機器人、深海探測器和極端條件下各類高科技設備的「超級電子皮膚」。相關成果發表在國際權威期刊《自然·通訊》上。
  • 真正能給肌膚補給的營養,應該輸送到中胚層
    另外治療中對中胚層造成的微創，會刺激身體啟動自我癒合的能力，從而達到組織自我修復，並激活皮膚再生機制功能，起到增加真皮層緻密度，促進黑色素代謝、收縮毛孔、減少細紋的作用。
  • 導致皮膚屏障受損的原因 如何科學修復
    皮膚是人體最大的器官，覆蓋整個全身，它能保護各種組織和器官免受多種侵害，同時也可以防止機體內的各種營養物質、水分等流失，對人體有重要作用。然而，環境變化、空氣汙染、飲食習慣、護膚品等多種因素，都有可能對我們的肌膚造成傷害，造成皮膚屏障受損。
  • 美科學家證實：激活這種「再生分子」，皮膚變回新生兒
    Lef1的神秘「再生分子」，讓小鼠體內的真皮乳頭成纖維細胞發生了宏觀變化，並且使老年小鼠直接獲得了和剛出生時一樣的再生能力並對皮膚進行修復，老年小鼠的皮膚變得年輕且張力十足。（重新長出四肢、皮膚甚至心臟），包括人類等哺乳動物再生能力未免有些太弱了，人體受傷後的較大傷疤往往無法恢復如初，就連疤痕處的毛囊也消失殆盡。