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毛囊移植促進疤痕皮膚重塑

導讀 一項涉及三名志愿者的臨床試驗研究表明,在使用毛囊移植進行治療時,疤痕皮膚如何開始表現(xiàn)得更像未受傷的皮膚。這項由倫敦帝國理工學院的研

一項涉及三名志愿者的臨床試驗研究表明,在使用毛囊移植進行治療時,疤痕皮膚如何開始表現(xiàn)得更像未受傷的皮膚。這項由倫敦帝國理工學院的研究人員與西班牙專家合作開展的小型研究表明,毛囊移植如何促進皮膚疤痕的重塑,支持新的細胞和血管,重塑膠原蛋白和膠原蛋白模式,并更典型地表達基因表現(xiàn)在健康、無疤痕的皮膚上。

研究小組表示,這些發(fā)現(xiàn)可能會導致更好地治療皮膚和內臟器官上的疤痕,從而為疤痕廣泛的患者帶來希望,疤痕會損害器官功能并導致殘疾。

帝國理工大學生物工程系的ClaireHiggins博士說:“疤痕形成后,皮膚從未真正恢復其受傷前的功能,直到現(xiàn)在,所有重塑疤痕的努力都收效甚微。我們的研究結果為激動人心的新療法奠定了基礎,這些療法甚至可以使成熟的疤痕恢復活力并恢復健康皮膚的功能。”希金斯是該團隊在《自然再生醫(yī)學》上發(fā)表論文的主要作者,該論文的標題為“移植到成熟人類疤痕中的生長期毛囊重塑纖維化組織””,該團隊總結道,“這項研究的結果為設計治療策略奠定了基礎,這些策略可以動態(tài)重塑成熟的人類疤痕,并通過模仿毛囊重塑皮膚的自然能力,誘導向皮膚再生的長期轉變。”

研究人員解釋說,人類傷口修復的生理終點導致稱為疤痕的未完全重塑的纖維化組織的積累。皮膚中的疤痕組織缺乏毛發(fā)、汗腺、血管和神經(jīng),而這些對于調節(jié)體溫、檢測疼痛和其他感覺至關重要。疤痕還會損害運動,并可能導致不適和情緒困擾。然而,作者寫道,“盡管皮膚疤痕對患者和醫(yī)療保健系統(tǒng)有重大影響,但缺乏預防疤痕形成的策略,更不用說重塑成熟疤痕的方法了……已經(jīng)測試了多種策略來盡量減少疤痕,但盡管經(jīng)過多年的努力,目前還沒有有效的方法來重塑成熟的疤痕。”

與“未完全重塑”的疤痕組織相比,健康的皮膚在毛囊周期的生長(毛發(fā)生長初期)階段會經(jīng)歷不斷的重塑。多毛皮膚比無毛皮膚愈合得更快,疤痕也更少,而且頭發(fā)移植之前已被證明有助于傷口愈合。研究人員假設,將生長中的毛囊移植到疤痕組織中也可能導致疤痕自我重塑。

他們利用毛發(fā)移植診所常規(guī)進行的毛囊移植手術,將生長期毛囊移植到頭皮疤痕中,并設計了一項試驗性臨床研究來檢驗他們的假設。“......我們測試了移植到人類疤痕中的毛囊是否可以促進組織再生并積極重塑纖維化組織,類似于它們重塑健康皮膚的方式,”他們解釋道。

在這項試驗中,帝國理工學院的研究人員與醫(yī)學博士FranciscoJiménez合作,他是Mediteknia診所的首席毛發(fā)移植外科醫(yī)生,也是大加那利島費爾南多佩索阿加那利大學的副研究教授。2017年,研究人員將毛囊移植到三名參與者頭皮上的成熟疤痕中。研究人員選擇了最常見的疤痕類型,稱為正常營養(yǎng)性疤痕,通常在手術后形成。“雖然之前的工作探討了生長期毛囊在傷口閉合中的作用,但據(jù)我們所知,目前的這項研究是第一個測試毛囊改變傷口閉合后疤痕組織形態(tài)和轉錄特征的能力的研究,”他們說。

作為評估的一部分,研究人員在移植前對疤痕進行了3毫米厚的活檢,并在顯微鏡下對其進行了成像,然后在卵泡移植后的2、4和6個月再次進行了檢查。研究人員發(fā)現(xiàn),移植的毛囊激發(fā)了纖維化組織的深刻結構和遺傳轉變,使之成為健康、未受傷的皮膚。移植后,毛囊還繼續(xù)產(chǎn)生毛發(fā)并誘導皮膚層恢復。

疤痕會導致最外層的皮膚——表皮——變薄,使其容易流淚。移植后六個月,表皮的厚度增加了一倍,同時細胞生長增加,使其厚度與未受傷的皮膚大致相同。

下一層皮膚,即真皮,布滿了結締組織、血管、汗腺、神經(jīng)和毛囊。疤痕成熟導致真皮細胞和血管減少,但移植后六個月,細胞數(shù)量翻了一番,血管數(shù)量在四個月時達到了接近健康皮膚的水平。這一發(fā)現(xiàn)表明,毛囊促進了疤痕中新細胞和血管的生長,而這些新細胞和血管在沒有幫助的情況下無法做到這一點。“我們發(fā)現(xiàn)毛囊移植會增加表皮厚度、表皮真皮交界處的交叉、真皮細胞密度和血管密度,”他們寫道。

疤痕會增加膠原纖維(皮膚中的一種主要結構蛋白)的密度,這會導致它們對齊,從而使疤痕組織比健康組織更硬。頭發(fā)移植降低了纖維的密度,使它們能夠形成更健康的“籃子編織”圖案,從而降低僵硬——這是導致流淚和不適的關鍵因素。“I型膠原蛋白纖維的重塑降低了總膠原蛋白分數(shù)、粗纖維的比例及其排列,”研究人員報告說。

作者還發(fā)現(xiàn)移植后的疤痕組織差異表達了700多個基因。“使用轉錄組學分析控制臺,我們對數(shù)據(jù)集進行了單向方差分析,并確定了719個基因,這些基因在毛囊移植成成熟后受到差異(|倍數(shù)變化|>1.5)和顯著(P<0.01,F(xiàn)DR<0.01)調節(jié)傷疤。”促進細胞和血管生長的基因表達較多,而促進疤痕形成過程的基因表達較少。

Jiménez說:“僅在高收入國家,每年就有大約1億人因手術而獲得疤痕。疤痕的全球發(fā)生率要高得多,包括燒傷和外傷后形成的廣泛疤痕。我們的工作為治療疤痕開辟了新途徑,甚至可以改變我們預防疤痕的方法。”

研究人員不確定移植是如何促成這種變化的。在他們的研究中,由于疤痕在頭皮上,因此疤痕中毛囊的存在在美容上是可以接受的。目的是繼續(xù)努力揭示潛在的機制,以便有可能開發(fā)出將疤痕組織重塑為健康皮膚的療法,但不需要毛囊移植和毛發(fā)纖維的生長。然后,科學家們可以在無毛皮膚或心臟等器官上測試他們的發(fā)現(xiàn),心臟會在心臟病發(fā)作后留下疤痕,而肝臟會因脂肪肝和肝硬化而留下疤痕。

正如希金斯所說,“這項工作在恢復人們的信心方面有明顯的應用,但我們的方法超出了美容范圍,因為疤痕組織會導致我們所有器官出現(xiàn)問題。”作者補充說,“通過旁分泌信號驅動已建立的纖維化組織發(fā)生持久變化的能力為新的再生方法開辟了有趣的可能性。”

Jiménez說:“僅在高收入國家,每年就有大約1億人因手術而獲得疤痕。疤痕的全球發(fā)生率要高得多,包括燒傷和外傷后形成的廣泛疤痕。我們的工作為治療疤痕開辟了新途徑,甚至可以改變我們預防疤痕的方法。”

Higgins繼續(xù)說道,“雖然目前治療疤痕的方法(如生長因子)主要集中在導致疤痕形成的單一因素上,但我們的新方法可以解決多個方面的問題,因為毛囊可能會同時提供多種生長因子,從而重塑疤痕組織。這進一步支持了頭發(fā)移植等治療的使用,這些治療改變了疤痕的結構和基因表達以恢復功能。”研究人員總結說:“最終,我們希望這項工作能夠激發(fā)治療策略,旨在捕捉可能支持毛囊主動重塑纖維化組織能力的組合信號,從而使我們更接近對纖維化組織產(chǎn)生影響的療法。”

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