健康

幹細胞新技術可將傷口變成完好面板

一直以來,科學家們極其感興趣的一件事是改造一種細胞成為另一種細胞。

目前,已經有研究報道面板細胞能被改造成殺傷腦部腫瘤的幹細胞,並且,蠑螈骨細胞被人為重程式設計後,甚至可以分化為組織細胞,從而實現組織再生。

日前,Salk 研究所在 Nature 上公佈了該領域的一項突破性進展:改造開放性傷口為正常面板組織,而無需手術的干預。

Salk 研究所的科學家將圖中被染紅色的細胞轉化為綠色的基底角質形成細胞

這項研究的疾病模型是面板潰瘍,一種由嚴重性燒傷,褥瘡以及糖尿病引起的常見併發症,持續時間往往較長。

潰瘍嚴重時,面板的多層結構都會被破壞,因此就需要通過手術移植正常面板才能實現根治。

來自 Salk 研究所的科學家 Izpisua Belmonte 和 Masakazu Kurita,憑藉他們本身過硬的整形外科背景,開始逐漸探索先進的再生技術以避免繁雜的手術過程。

後來,他們找到了一種有著多能分化潛能的細胞——基底角質形成細胞,其能被誘導分化成為各種型別面板細胞的前體。這種細胞的發現為兩位科學家帶來了希望。

面板潰瘍比較嚴重且涉及面較廣時,基底角質形成細胞往往是缺失的。儘管傷口會募集大量能快速增殖的細胞,但是它們的主要貢獻在於閉合傷口和減少炎症,而不是再生正常面板組織。

那麼,是否能募集基底角質形成細胞到傷口周圍呢?

Kurita 說:“第一步,我們開始探索如何在沒有面板組織的前提下,人為製造面板組織出來。”

該團隊先考察了基底角質形成細胞和面板細胞中蛋白質水平的差異,發現了基底角質形成細胞特異的 55 種蛋白質和 RNA 分子。通過反覆試驗,發現只有 4 個分子與該細胞的定向分化有關,可以被用作細胞重程式設計的重要分子。

這 4 個分子首先被用於小鼠面板潰瘍的治療,僅僅用了 18 天,小鼠就長出了正常的面板。

更讓人咋舌的是,三到六個月後,新長出來的面板組織逐漸和傷口周圍的面板融合在了一起。而且,這些被重程式設計的細胞在分子、基因以及細胞層面和普通面板細胞都沒有差異。

受到這些積極成果的鼓舞,該團隊目前正在優化該技術,並將開展更多實驗以確立其長期安全性。

此外,讓人拍案叫絕的是,這項技術能直接在體內實現細胞的重程式設計。而其它研究報道的重程式設計細胞例項一般需要從體內採集細胞,然後在體外改造細胞,最後才能回輸進體內。

“我們的研究結果為實現三維組織(如面板),而不是單個細胞的體內再生提供了初步證據。”該論文的作者 Juan Carlos Izpisua Belmonte 說。“這項技術不僅可用於面板修復,還可為其它病理情況下,如衰老的體內再生提供參考。”

責任編輯:

Reference:健康生活

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