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科学家找到提高细胞自我修复新方法,皮肤内层隔离细胞分裂比率提高20-25%

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DeepTech深科技 2021-05-04 20:36

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器官再生是利用人工方法重新创造丢失或功能损害的组织和器官,使这些组织和器官能够重新获回正常功能,一直是生物学和工程学的研究重点领域之一,因为这一领域的突破将会给医学界和许多疾病患者带来福音。

而就在最近,器官再生领域有了新的突破:科学家们为提高细胞自我修复能力寻找到了新的方法, 并且利用这种方法,他们成功将皮肤内层隔离细胞分裂的比率提高了 20-25%。

图丨人体皮肤(来源:Pixabay)

研究出这一科学成就的科学家们,来自曼彻斯特大学,资助他们的是英国医学研究委员会和赫尔穆特・霍滕基金会(Helmut Horten Foundation),这一研究成就发表在了《核酸研究》杂志上。

而这种新的提高细胞修复方法 —— 即提高细胞分裂比率的方法 —— 的主角,是两种 DNA 转录因子。

在这里,我们要简单的介绍一下基因的表达过程,也就是生物的遗传信息的贮存者 DNA,如何通过生成蛋白质的过程来控制生命现象。

这个过程分为两步:首先,DNA 通过转录过程,在 RNA 聚合酶(将遗传信息从 DNA 转录为 RNA 的酶)的作用下,拷贝出一条与 DNA 链序列完全相同 (除了 T→U 之外)的 RNA 单链的过程,转录是基因表达的核心步骤。

这一过程生成的 RNA 单链,名为 mRNA;接下来,新生的 mRNA 通过翻译过程,生成蛋白质,这一过程则是是基因表达的最终目的。

而一种名为转录因子的蛋白质,可以与特定的 DNA 序列结合,通过促进(作为激活剂)或阻断(作为阻遏物)RNA 聚合酶发挥功能,来控制遗传信息从 DNA 到 mRNA 的转录。转录因子可以单独完成这一过程,或者与其他的蛋白质共同完成这一过程。

也就是说,转录因子可以促进或阻碍转录过程,从而加强或减弱基因表达,进而提高或降低细胞分类的比率。

这次研究中,曼彻斯特大学的科学家们所发现的,正是两种能够增强皮肤细胞分裂的自然过程的转录因子。

在正常情况下,从皮肤内层分离出的细胞,四个中只有一个会进行分裂,但这次研究小组者细胞分离的比率提高了 20-25%。

值得一提的是,研究者们在这次研究中,尤其关注了两种皮肤细胞,一种是皮肤生长层的最内层 “基底层” 的角质形成细胞,另一种皮肤最表层附近的那些皮肤层的细胞,这些细胞在愈合过程中有着至关重要的作用,因此也被称为 “超基底层” 细胞。

之所以要重点关注这两者,是因为如果过度促进 “基底层” 细胞的分裂,会带来皮肤癌的风险,但 “超级底层” 的细胞则是 “防癌的”,促进它们的分裂并不会带来皮肤癌的风险。

而研究者们也找到了两种转录因子,在这两种转录因子的共同作用下,人们可以在提高皮肤细胞分的同时保护皮肤细胞不被其转化为癌细胞。

这两种转录因子,一种是皮肤细胞 DNA 的主调控子,另一种则可以抗氧化,减轻来自环境,毒素和内部代谢过程的活性氧而导致的氧化应激反应。这两种转录因子共同作用,对于维持皮肤细胞的增殖分裂能力非常重要。

科学家们寻找到的人为影响这两种转录因子的激活的方法,则是从一种我们使用的蔬菜中可以找到的物质。

目前,人们通常是通过添加生长因子来提高细胞分裂的比率,从而修复皮肤,关节或者其他经常受损的器官的。但是生长因子虽然天然存在,但十分难以提取。

而这次研究中,科学家使用了萝卜硫素是一种在西兰花、抱子甘蓝和卷心菜中发现的化合物 —— 萝卜硫素,用它来代替生长因子,可以激活两种转录因子与 DNA 特定部分的结合,进而提高细胞分裂的比率。

尽管这种方法可以帮助皮肤细胞进行修复,但是,一旦组织已经开始纤维化,或者疤痕已经形成,皮肤就无法恢复原有的功能了。

有了这次提高皮肤细胞分裂比率的成功经验,科学家们希望将这一经验进一步扩大, 今后他们希望找到可以使和皮肤一样的具有内源性机制的其他器官的再生方法。

由于每个器官都有自己不同的可以促进再生的转录因子,科学家们还需要针对不同的器官进行相应的研究。

-End-

参考:

https://medicalxpress.com/news/2021-04-scientists-skin.html

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