皮肤细胞记得以前的损伤

10月18日

一项新的研究表明,皮肤细胞可以记住以前的损伤,如果同样的皮肤组织再次受伤,它们的反应要快得多。这项工作可能有助于激发湿疹、牛皮癣甚至皮肤癌等皮肤病的新疗法。

当组织受损时,一种被称为炎症的状态随之而来。免疫细胞的进入,促进血液流向受伤区域,以及细胞生长速度的提高,共同使快速修复得以实现,使组织恢复到健康、完整的状态。但现在科学家们发现了这个修复过程的另一个方面:先前的经验。

洛克菲勒大学的研究员施卢蒂·奈克(Shruti Naik)和她的同事们通过对老鼠的研究发现,在早期的损伤之后,受损皮肤斑块内的干细胞保留了对早期损伤的记忆。这使得它们在同一部位受到后续伤害时能够更快地投入行动。

在本周发表于《自然》(Nature)杂志上的研究中,研究人员在老鼠先前受伤的皮肤上放置了小伤口。这些损伤的愈合速度比身体其他部位的类似损伤快2.5倍,也比健康的从未受过伤的对照动物快2.5倍。

研究人员通过在不能产生关键白细胞群的老鼠身上重复实验,排除了免疫细胞是记忆效应的原因。尽管这些动物的整体愈合速度略慢,因为免疫细胞在协调炎症反应中起着关键作用,但先前受伤的皮肤损伤的愈合速度仍然是未受过损伤的皮肤的两倍。

相反,研究小组发现,皮肤干细胞似乎能够保存一种对早期伤害的遗传记忆,这种记忆会启动和敏感特定的基因,这些基因需要对随后的伤害启动快速反应。

这是通过解开或“打开”干细胞DNA片段来实现的,暴露出基因组中这些区域的基因,这样它们就能对细胞周围任何炎症信号的增加做出快速反应。

皮肤受伤后长达180天,在受伤部位的干细胞中,超过2000个DNA位点仍然像这样开放。当新的损伤持续时,受影响细胞中第一批被激活的基因大部分来自这些启动区域。

奈克和她的同事推测,这种炎症记忆使皮肤能够抵御皮肤学上的双重雷击:预期随后的损伤意味着修复机制可以更快地发挥作用。“这些变化赋予(皮肤干细胞)加速对后续压力源反应的能力,”研究小组说。

虽然这听起来很有好处,但尾巴上有刺。“更快调动干细胞的基因改变通常不仅与加速伤口修复有关,而且与增加对癌症的易感性有关,”他们指出,并指出原细胞生长的过程也可能导致恶性肿瘤。

同样的记忆效应也可能导致自身免疫性皮肤病,如牛皮癣,以及湿疹等过敏性疾病。如果是这样,洛克菲勒团队发现的机制可能为开发针对这两种疾病的新疗法提供令人兴奋的新机会。

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