科學家找到提高細胞自我修復新方法，皮膚內(nèi)層隔離細胞分裂比率提高20-25%

器官再生是利用人工方法重新創(chuàng)造丟失或功能損害的組織和器官，使這些組織和器官能夠重新獲回正常功能，一直是生物學和工程學的研究重點領(lǐng)域之一，因為這一領(lǐng)域的突破將會給醫(yī)學界和許多疾病患者帶福音。

而就在最近，器官再生領(lǐng)域有了新的突破：科學家們?yōu)樘岣呒毎晕倚迯湍芰ふ业搅诵碌姆椒ǎ?并且利用這種方法，他們成功將皮膚內(nèi)層隔離細胞分裂的比率提高了 20-25%。

研究出這一科學成就的科學家們，來自曼徹斯特大學，資助他們的使英國醫(yī)學研究委員會和赫爾穆特?霍滕基金會（Helmut Horten Foundation），這一研究成就發(fā)表在了《核酸研究》雜志上。

而這種新的提高細胞修復方法 —— 即提高細胞分裂比率的方法 —— 的主角，是兩種 DNA 轉(zhuǎn)錄因子。

在這里，我們要簡單的介紹一下基因的表達過程，也就是生物的遺傳信息的貯存者 DNA，如何通過生成蛋白質(zhì)的過程來控制生命現(xiàn)象。

這個過程分為兩步：首先，DNA 通過轉(zhuǎn)錄過程，在 RNA 聚合酶（將遺傳信息從 DNA 轉(zhuǎn)錄為 RNA 的酶）的作用下，拷貝出一條與 DNA 鏈序列完全相同 (除了 T→U 之外）的 RNA 單鏈的過程，轉(zhuǎn)錄是基因表達的核心步驟。

這一過程生成的 RNA 單鏈，名為 mRNA；接下來，新生的 mRNA 通過翻譯過程，生成蛋白質(zhì)，這一過程則是是基因表達的最終目的。

而一種名為轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)，可以與特定的 DNA 序列結(jié)合，通過促進（作為激活劑）或阻斷（作為阻遏物）RNA 聚合酶發(fā)揮功能，來控制遺傳信息從 DNA 到 mRNA 的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄因子可以單獨完成這一過程，或者與其他的蛋白質(zhì)共同完成這一過程。

也就是說，轉(zhuǎn)錄因子可以促進或阻礙轉(zhuǎn)錄過程，從而加強或減弱基因表達，進而提高或降低細胞分類的比率。

這次研究中，曼徹斯特大學的科學家們所發(fā)現(xiàn)的，正是兩種能夠增強皮膚細胞分裂的自然過程的轉(zhuǎn)錄因子。

在正常情況下，從皮膚內(nèi)層分離出的細胞，四個中只有一個會進行分裂，但這次研究小組者細胞分離的比率提高了 20-25％。

值得一提的是，研究者們在這次研究中，尤其關(guān)注了兩種皮膚細胞，一種是皮膚生長層的最內(nèi)層 “基底層” 的角質(zhì)形成細胞，另一種皮膚最表層附近的那些皮膚層的細胞，這些細胞在愈合過程中有著至關(guān)重要的作用，因此也被成為 “超基底層” 細胞。

之所以要重點關(guān)注這兩者，是因為如果過度促進 “基底層” 細胞的分裂，為帶來皮膚癌的風險，但 “超級底層” 的細胞則是 “防癌的”，促進它們的分裂并不會帶來皮膚癌的風險。

而研究者們也找到了兩種轉(zhuǎn)錄因子，在這兩種轉(zhuǎn)錄因子的共同作用下，人們可以在提高皮膚細胞分的同時保護皮膚細胞不被其轉(zhuǎn)化為癌細胞。

這兩種轉(zhuǎn)錄因子，一種是皮膚細胞 DNA 的主調(diào)控子，另一種則可以抗氧化，減輕來自環(huán)境，毒素和內(nèi)部代謝過程的活性氧而導致的氧化應激反應。這兩種轉(zhuǎn)錄因子共同作用，對于維持皮膚細胞的增殖分裂能力非常重要。

科學家們尋找到的人為影響這兩種轉(zhuǎn)錄因子的激活的方法，則是從一種我們使用的蔬菜中可以找到的物質(zhì)。

目前，人們通常是通過添加生長因子來提高細胞分裂的比率，從而修復皮膚，關(guān)節(jié)或者其他經(jīng)常經(jīng)常受損的器官的。但是生長因子雖然天然存在，但十分難以提取。

而這次研究中，科學家使用了蘿卜硫素是一種在西蘭花、抱子甘藍和卷心菜中發(fā)現(xiàn)的化合物 —— 蘿卜硫素，用它來代替生長因子，可以激活兩種轉(zhuǎn)錄因子與 DNA 特定部分的結(jié)合，進而提高細胞分裂的比率。

盡管這種方法可以幫助皮膚細胞進行修復，但是，一旦組織已經(jīng)開始纖維化，或者疤痕已經(jīng)形成，皮膚就無法回復原有的功能了。

有了這次提高皮膚細胞分裂比率的成功經(jīng)驗，科學家們希望將這一經(jīng)驗進一步擴大， 今后他們希望找到可以使和皮膚一樣的具有內(nèi)源性機制的其他器官的再生方法。

由于每個器官都有自己不同的可以促進再生的轉(zhuǎn)錄因子，科學家們還需要針對不同的器官進行相應的研究。

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參考：

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