掌侧注射使大腿皮肤变厚。这种疗法可能有助于预防使用假肢的患者因压力引起的皮肤损伤。
Luis Garza在约翰·霍普金斯大学医学院(Johns Hopkins University School of Medicine)担任了十多年的内科科学家,他在诊所治疗截肢患者时注意到了一个共同的问题。他们在截肢部位经常出现皮疹和割伤,因为他们的皮肤无法承受佩戴假肢带来的高机械压力疼痛的撕裂伤会使患者不敢使用假肢,严重影响他们的生活质量。
Garza说:“这激发了人们的兴趣,想要找到一种方法来帮助那些身体本来不应该有压力的地方有压力的人。”
手掌和脚底的掌侧皮肤比胳膊和腿上的皮肤厚,可以承受更高的机械压力在最近的研究中,Garza和他的同事发现,注射志愿者掌侧皮肤的成纤维细胞会增加他们非掌侧皮肤的压力反应性,这种反应会持续几个月发表在《Science》杂志上的研究结果表明,掌侧成纤维细胞具有改变皮肤特性的治疗潜力,提出了一种预防皮肤压力引起的损伤的方法。
华盛顿州立大学(Washington State University)的皮肤生物学家Ryan Driskell没有参与这项研究,他说,很高兴看到这项研究表明,移植改变了皮肤特征。“这本身并不让我感到惊讶,因为这个理论一直存在。”
20世纪60年代的实验表明,哺乳动物皮肤中含有成纤维细胞的真皮隔室决定了最外层皮肤的特征,即表皮。当研究人员将仓鼠的真皮和豚鼠的表皮混合并移植到宿主体内时,他们发现移植物显示出仓鼠皮肤的特性。
在他们目前的研究中,Garza和他的团队在此基础上,报告了成纤维细胞具有位置记忆加尔扎说:“我们意识到,我们可以将成纤维细胞从人体中取出,而它们将在文化中保持自己的身份。当我们把它们放回去时,它们应该是控制组织身份的更主要的特征。”
在研究人员移植成纤维细胞之前,他们描述了压力下掌侧和非掌侧成纤维细胞的差异。他们从志愿者的头皮(非掌面皮肤)和脚底(掌面皮肤)上分离并培养成纤维细胞,并通过添加粘性化学物质将这些细胞置于高压下。他们发现,与来自头皮的成纤维细胞相比,来自脚底的成纤维细胞表现出更高的迁移率和不同基因的激活率,特别是那些有助于承受机械压力的基因。
在确定掌侧和非掌侧成纤维细胞在压力下表现不同后,研究人员调查了成纤维细胞是否影响皮肤结构中的表皮同一性。他们设计了含有头皮或脚底成纤维细胞的三维支架。将这些细胞与来自非掌面皮肤的表皮细胞结合,足底成纤维细胞诱导掌面特征,如更厚的表皮和掌面表皮标记物的表达。
受这些观察结果的鼓舞,研究小组决定在一期临床试验中测试掌侧成纤维细胞的治疗潜力。他们将从参与者的头皮或脚底分离出来的成纤维细胞注射到他们大腿的非掌侧皮肤中。Garza指出,将一个人的细胞注射到自己体内可以防止移植排斥的并发症。
从足底注射成纤维细胞5个月后,皮肤活检的组织学分析显示,皮肤呈现掌侧特征,包括表皮厚度增加,真皮胶原纤维长度增加,真皮弹性蛋白表达增加。
为了更好地描述皮肤发生的变化,研究人员对注射成纤维细胞后两周到17个月的组织活检进行了RNA测序。这证实了掌侧皮肤身份相关基因在足底成纤维细胞注射部位的表达。
“我们真的很兴奋,因为你永远不知道所有的基础工作是准确的。但没有人真正尝试过,尤其是在人身上,也没有在鼠身上。”
Driskell说:“这是人们梦寐以求的使用成纤维细胞的方式。但这不仅仅对皮肤有影响。”
其他器官如肺、肠和肾也含有成纤维细胞Driskell指出,了解这些器官中成纤维细胞群体的异质性可以为新的治疗提供信息。
Garza和他的团队的近期目标是优化治疗方法,以提高注射成纤维细胞后皮肤特性改变的程度,并进入下一阶段的临床试验。根据Garza的说法,细胞和基因治疗是继手术和药理学之后医学的新分支。“我们的工作是努力将这第三种医学变为现实的一部分。”
参考文献
The use of ectopic volar fibroblasts to modify skin identity