皮肤干细胞运动促进皮肤再生

时间：2021年10月20日

来源：Journal of Cell Biology

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东京医科和牙科大学(TMDU)的研究人员发现，皮肤干细胞愈合伤口的能力与它们向伤口移动的能力有关。他们的研究确定了EGFR和COL17A1的信号通路在运动调节中起关键作用。了解与年龄相关的再生能力降低的机制是开发与年龄相关的慢性非愈合疾病(如糖尿病性溃疡)靶向治疗的第一步。

Schematic drawing of EGFR-mediated keratinocyte stem cell motility regulated by COL17A1 proteolysis. — 图像:EGFR信号通过TIMP1诱导稳定COL17A1，这是肌动蛋白和角蛋白丝网络协调细胞运动所必需的。年龄相关的EGFR信号的下降导致受损的再上皮化和皮肤再生。国会议员,金属蛋白酶。
资料来源:TMDU干细胞生物学系

东京医科和牙科大学(TMDU)的研究人员发现，皮肤干细胞的运动可以帮助皮肤再生。

东京，日本——尽管有时很难接受，但随着年龄的增长，我们身体里的很多东西都会发生变化。其中之一就是皮肤再生的能力。老皮肤在伤口愈合方面不如年轻皮肤好。然而，这背后的分子和细胞机制很大程度上是未知的。现在，来自日本的研究人员发现了一种机制，可以解释为什么会发生这种情况，以及如何修复这种情况。

在本月发表在《细胞生物学杂志》(Journal of Cell Biology)上的一项研究中，来自东京医学和牙科大学(TMDU)的研究人员揭示，皮肤干细胞在受伤后修复皮肤的能力可能与它们向受伤部位移动的能力有关。

皮肤干细胞，也被称为角化细胞干细胞，负责皮肤再生和伤口愈合，通过一个称为再上皮化的过程。该研究的主要作者Daisuke Nanba解释说:“实时成像和计算机模拟实验表明，人类皮肤干细胞的活动性与它们的增殖和再生能力相结合，老化的皮肤干细胞的活动性显著降低。”

为了了解衰老干细胞活力下降背后的机制，研究人员比较了年轻小鼠(12周大)和老年小鼠(19-25个月大)皮肤干细胞的伤口愈合和增殖能力。实验表明，一种被称为表皮生长因子受体(EGFR)的特殊分子可以促进皮肤干细胞的活力，而老化的干细胞中EGFR信号减弱。表皮生长因子受体通过阻止一种特殊类型的胶原蛋白COL17A1的降解而起作用，这种胶原蛋白是将皮肤层粘合在一起所必需的。

有趣的是，COL17A1通过调节细胞内的肌动蛋白和角蛋白丝网络，协调皮肤干细胞向损伤方向的运动。研究人员发现，随着年龄的增长，EGFR信号减少，导致COL17A1水平降低，皮肤干细胞流动性降低，使皮肤重新上皮化的能力降低。

随着年龄的增长，皮肤伤口愈合能力的下降与所谓的慢性非愈合性疾病的发展有关，如糖尿病溃疡和压疮。该研究的资深作者Emi Nishimura说:“虽然还需要进一步的研究，但通过调节其蛋白质水解来稳定COL17A1是一种很有前景的治疗方法，可以改善随着年龄增长而观察到的皮肤再生衰退，这种衰退通常会导致溃疡等严重问题。”这项研究进一步阐明了伤口愈合的机制，并可能导致新的治疗方法的发展，以提高皮肤再生能力。