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皮膚也和其它器官一樣，需要不斷進行新陳代謝、修復和再生，以維持正常的生命活動。當皮膚受到嚴重損傷時，可以使用表皮細胞生長因子或成纖維細胞生長因子來促進細胞的遷移、增生，從而減少瘢痕的形成。同時，有些愛美人士會通過整形手術去除疤痕。甚者，還可通過拉皮手術，對皮膚進行“拉扯”來去除皺紋、緊致肌膚。那么，皮膚像彈性網一樣，可被“拉扯”背后真正的機制又是什麼呢？近日，來自比利時布魯塞爾自由大學干細胞與癌癥實驗室的CédricBlanpain教授團隊在Nature上發表了題為Mechanismsofstretch-mediatedskinexpansionatsingle-cellresolution的論文，該項研究發現了表皮干細胞的可塑性和彈性，首次揭示了皮膚在拉伸時進行擴張的機制，將有望利用這些機制促進傷口愈合或刺激組織擴張。Doi：10.1038s41586-020-2555-7首先，研究小組在小鼠模型的皮膚下注入了一種引入了一種自充氣水凝膠來對皮膚進行擴張。這就好比模擬橡皮在外力作用下能夠收縮一樣，通過將膨脹水凝膠的體積“拉扯”皮膚來增加表面積。結果發現，擴張后的前兩天，小鼠的表皮細胞體積增加而細胞密度降低直至恢復回穩態值。這表明皮膚可以感知外界壓力，從而對此壓力做出適應性的調整。自充氣水凝膠可促進皮膚擴張接著，研究人員對皮膚細胞的分化、皮膚失水以及皮膚炎癥狀況進行了一系列的實驗。結果發現，表達角蛋白1和10(Keratin110)的表皮基底細胞數量增加，皮膚屏障沒有受損以及炎癥不影響皮膚細胞的增值。說明在拉伸介導的皮膚擴張過程中，表皮干細胞短暫增加的更新分裂能夠維持其細胞組成，而第二代的表皮干細胞祖細胞則更傾向于分化。第二代祖細胞則更傾向于分化為了進一步確定表皮基底細胞在“拉皮”中起到的作用，接下來，研究小組采用最先進的遺傳小鼠（Krt14-creER-RosaConfetti小鼠）識別了特定表皮基底細胞克隆的細胞命運，對其進行了遺傳譜系追蹤，標記出位于皮膚細胞層次結構頂部的干細胞，并隨時間追蹤干細胞后代的命運。結果發現只有特定的干細胞才能對“拉扯”做出反應，從而改變其行為和細胞命運。皮膚擴張過程中表皮干細胞的克隆分析隨后，研究小組通過微陣列分析（DNAMicroarray），ATAC-seq，和單細胞RNA測序這三種高通量分析方法對通過流式細胞熒光分選技術(FACS)分離出來的表皮基底細胞進行了高通量分析，鑒定出了表征這些特定的拉伸皮膚干細胞的分子標志以及起到關鍵作用的基因、通路和細胞亞群。這些結果表明，基底細胞對“拉扯”存在異質反應，即機械力作用下，基底層內細胞的狀態并不相同。皮膚擴張的分子調控機制總之，這項研究首次揭示了皮膚可以通過激活特定群體的干細胞而對機械力做出反應，以及發現了對皮膚起到關鍵作用的分子標志物或與一些癌癥信號分子也有聯系。當然，這項研究只是為我們打開了有關“拉皮”知識的一扇大門，還有更多與生物醫藥有關的奧秘等著我們去了解。參考資料：[1]Mechanismsofstretch-mediatedskinexpansionatsingle-cellresolution.[2]Growthondemand:Reviewingthemechanobiologyofstretchedskin.[3]Tissueexpansioninpediatricpatients.

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