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一种新的干细胞疗法可以治愈烧伤、褥疮和糖尿病溃疡

患有严重烧伤、褥疮或糖尿病等慢性疾病的人有可能出现皮肤溃疡,这种伤口可能会蔓延到皮肤的多层。

除了极度痛苦之外,这些伤口还会导致严重的,有时是致命的感染或截肢。通常,这些溃疡的治疗方法是通过手术移植现有的皮肤来覆盖烧伤或伤口。然而,当溃疡特别大时,移植足够的皮肤就很困难。在这种情况下,研究人员可以从病人身上分离皮肤干细胞,在实验室培育并移植把它们送回病人体内。但是这个过程很耗时,对病人来说有风险,而且不一定有效。

糖尿病发病率的急剧上升凸显了开发新的、有效的治疗皮肤溃疡的方法的迫切需要。

我的实验室索尔克研究所专注于开发基于干细胞的方法,将一种类型的细胞“重新编程”成另一种类型的细胞,以达到再生医学

一份报告在《自然》杂志上,我们描述了一种新的技术直接细胞自然地出现在一个开放的伤口转换成新的皮肤细胞重新编程受伤的细胞癌状态,细胞恢复早期,更灵活的状态,他们可以发展成不同的细胞类型。

他是我实验室的博士后研究员,Masakazu Kurita他知道伤口愈合的关键步骤是被称为基底角质形成细胞的干细胞样细胞从附近未受损的皮肤迁移到伤口。

基底角质形成细胞是许多不同类型皮肤细胞的前体。但大而严重的伤口,如皮肤溃疡,已经没有基底角质形成细胞了。此外,当这些伤口愈合时,在该区域增殖的细胞——称为间充质细胞——主要参与愈合伤口和炎症,但它们不能重建健康的皮肤。

我们想要将这些间叶细胞转化为基底角质形成细胞,而不需要将它们取出体外。

为此,我们比较了两种细胞类型(间充质细胞和角质形成细胞)中不同蛋白质的水平,以找出它们之间的区别,并找出我们需要改变什么才能将一种细胞类型重新编程为另一种细胞类型。

我们鉴定了55种蛋白质,我们称之为“重编程因子”,它们潜在地参与了决定和维持基底角质形成细胞的细胞特性。我们对每一种潜在的重编程因子进行了进一步的实验,并将范围缩小到四种可以在培养皿中将间充质细胞转化为基础角质形成细胞的因子。这些角质形成细胞随后形成了健康新皮肤中的所有细胞。

然后我们在老鼠身上测试了这四种因素治疗皮肤溃疡的效果。仅仅在我们将含有这四种因素的局部溶液直接涂在溃疡上18天后,我们就看到了愈合的过程。这四种因素将伤口中的间叶细胞重新编程成角质形成细胞,角质形成细胞随后成长为构成健康皮肤的多种细胞类型,从而愈合和愈合伤口。即使在大溃疡中,这些细胞也会继续生长并与周围的皮肤结合。当我们在3个月和6个月后对老鼠进行检查时,我们看到新生成的细胞功能与健康的皮肤一样。啮齿动物皮肤的愈合方式与人类皮肤不同,所以没有可见的疤痕组织,尽管它应该存在。

需要进一步的工作来确保这种治疗方法的安全性,特别是在更长的时间内,但作为这一概念的初步测试,结果是非常有希望的。

我们乐观地认为,我们的方法代表了对整个三维组织(如皮肤)体内再生原理的初步证明,而不仅仅是单个细胞类型。除了烧伤和伤口愈合,我们的方法可以用于修复皮肤损伤,对抗老化的影响,并帮助我们更好地了解皮肤癌。谈话

胡安·卡洛斯·伊斯皮苏亚·贝尔蒙特美国索尔克生物研究所基因表达实验室教授,加州大学圣地亚哥分校细胞和发育生物学副教授。本文最初发表于谈话在知识共享许可下。

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