幾十年來，皮膚通過機械拉伸擴張的能力一直被用于整形和重建手術，以產(chǎn)生多余的皮膚，可用于修復先天缺陷、受損組織和乳房切除術后的乳房重建。皮膚響應機械拉伸的細胞和分子機制仍然未知。
由 Pr. 領導的研究人員。Cédric Blanpain-WELBIO 研究員，布魯塞爾自由大學醫(yī)學院干細胞和癌癥實驗室主任，與 Pr. 合作。劍橋大學的 Benjamin D. Simons 證明，拉伸通過表皮干細胞的自我更新誘導皮膚擴張，并揭示了在單細胞分辨率下負責拉伸誘導干細胞激活和更新的信號通路。
皮膚表皮是保護動物免受感染和水分流失的重要屏障。當皮膚暴露于機械應力時，它必須通過調整其尺寸來抵抗機械應力，同時保持其屏障功能。整形外科醫(yī)生利用這些特性來生成額外的皮膚以進行重建手術。為此，外科醫(yī)生使用可充氣的“皮膚擴張器”，將其插入皮膚下方并充氣，從而導致覆蓋的皮膚擴張。盡管這項技術已經(jīng)在醫(yī)學上使用了幾十年，但人們對皮膚擴張器的機械力導致皮膚干細胞激活和產(chǎn)生多余皮膚的機制知之甚少。
在《自然》雜志上發(fā)表的這項新研究中，Mariaceleste Aragona 及其同事在單細胞分辨率下定義了克隆動力學和導致干細胞激活和皮膚擴張的分子機制。
他們使用最先進的基因小鼠模型來研究表皮干細胞對機械拉伸的反應。具體來說，他們進行了遺傳譜系追蹤，使他們能夠標記位于皮膚細胞層次結構頂部的干細胞，并隨著時間的推移跟蹤干細胞后代的命運。他們與 Pr Thierry Voet(KULeuven)合作將這些分析與單細胞測序相結合，分析每個細胞的分子身份，提供伴隨皮膚擴張的不同細胞狀態(tài)的深度分辨率。
有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)只有特定的干細胞會響應機械拉伸而改變其行為和細胞命運。該研究的第一作者 Mariaceleste Aragona 說：“特別令人興奮的是，觀察到并非所有細胞對機械擾動的反應都相同，并且首次確定了表征這些特定拉伸皮膚干細胞的分子特征。”
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