到目前為止，只有一次移植可以幫助治療嚴(yán)重?zé)齻推渌竺娣e皮膚損傷。但這需要從身體的其他部位切除一塊皮膚?，F(xiàn)在，研究人員第一次在實(shí)驗(yàn)室中成功培養(yǎng)出干細(xì)胞皮膚。與之前的嘗試不同，它覆蓋了所有三層皮膚以及毛囊和汗腺。研究人員表示，這為幫助燒傷患者或脫發(fā)患者提供了一個(gè)新的機(jī)會(huì)。
我們的皮膚是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它結(jié)合了大量的功能：“珠被系統(tǒng)在水的隔離、緩沖、保護(hù)更深的組織層、消除廢物和體溫調(diào)節(jié)方面發(fā)揮著重要作用”，東京科學(xué)大學(xué)的野田良雄和他的同事解釋道。皮膚不僅覆蓋三個(gè)不同的組織層，每個(gè)組織層都有不同的功能，還包含重要的器官，包括毛囊、汗腺、神經(jīng)末梢和血管。如果未出生的孩子生長(zhǎng)，與信使物質(zhì)和鄰近細(xì)胞的復(fù)雜相互作用確保了仍然未分化的胚胎干細(xì)胞產(chǎn)生這些完全不同的細(xì)胞類(lèi)型，它們也處于正確的空間排列中。這就是為什么以前在實(shí)驗(yàn)室里重新處理這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的嘗試失敗了。來(lái)自神戶(hù)RIKEN研究中心的資深作者Takashi Tsuji說(shuō)：“到目前為止，人造皮膚缺乏毛囊或汗腺等重要器官。
從誘導(dǎo)干細(xì)胞到復(fù)雜器官
然而，高木、津治和他們的同事本可以取得決定性的突破?！袄靡豁?xiàng)新技術(shù)，我們首先培養(yǎng)出能夠復(fù)制正常組織所有功能的皮膚，”Tsuji解釋道。在他們的研究中，研究人員首先從老鼠的牙齦中取出細(xì)胞，并重新編程使其未分化。這些誘導(dǎo)的干細(xì)胞培養(yǎng)它們，直到形成各種組織類(lèi)型的細(xì)胞團(tuán)。這些細(xì)胞團(tuán)中的一些，科學(xué)家隨后將小鼠的免疫系統(tǒng)置于皮膚下，不能排斥外來(lái)細(xì)胞。與此同時(shí)，他們?cè)谶@些植入物中加入了生長(zhǎng)因子Wnt10b，已知它可以刺激毛囊和其他皮膚器官的形成。
為了測(cè)試這種皮膚的可行性和可移植性，研究人員將這種新皮膚的碎片轉(zhuǎn)移到成年裸鼠的背部，每塊皮膚包含10到20個(gè)毛囊。結(jié)果：人工皮膚不僅容易生長(zhǎng)，而且與小鼠周?chē)纳窠?jīng)和血管以及深層組織層形成連接。高木和他的同事說(shuō)：“神經(jīng)纖維已經(jīng)與培養(yǎng)的毛囊建立了適當(dāng)?shù)穆?lián)系，肌肉纖維也在向內(nèi)生長(zhǎng)。過(guò)了一會(huì)兒，裸鼠從這些植入的皮膚上長(zhǎng)出黑色的毛發(fā)，這些毛發(fā)像正常的皮毛一樣長(zhǎng)大。研究人員說(shuō)：“這種植入物功能齊全，包含與周?chē)M織相關(guān)的毛囊和汗腺。此外，植入后三個(gè)月未發(fā)現(xiàn)腫瘤或其他生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)還有另一個(gè)積極的結(jié)果：根據(jù)生長(zhǎng)因子Wnt10b的劑量，科學(xué)家可以影響培養(yǎng)的皮膚碎片中形成的毛囊數(shù)量。
據(jù)研究人員稱(chēng)，這些結(jié)果代表了生物工程系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要進(jìn)步?？茖W(xué)家說(shuō)：“這項(xiàng)技術(shù)將為燒傷、疤痕或脫發(fā)患者提供新的再生療法。對(duì)于沒(méi)有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的美容測(cè)試，這種方式生長(zhǎng)的皮膚非常適合?！拔覀冸x實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室移植整個(gè)器官的夢(mèng)想越來(lái)越近了，”Tsuji說(shuō)。
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