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今日《自然》:肌肤返老还童的奥秘,全在这种胶原蛋白里了?
学术经纬 · 2天前
顶尖学术期刊《自然》在线发表的一项研究,则为我们带来了让肌肤返老还童的最新洞见:一种胶原蛋白能够促进干细胞的良性竞争,从而让皮肤不断更新。

本文转载自“学术经纬”。

爱美之心人皆有之,皮肤娇嫩与否更是关乎面子的大事。今日,顶尖学术期刊《自然》在线发表的一项研究,则为我们带来了让肌肤返老还童的最新洞见:一种胶原蛋白能够促进干细胞的良性竞争,从而让皮肤不断更新。缺乏这种胶原蛋白,皮肤就会慢慢老化。


在目前的主流“衰老理论”里,衰老与机体的修复机制息息相关。以皮肤为例,作为人体与环境接触的最主要器官,在氧化或紫外线的作用下,皮肤每时每刻都会发生微小的损伤。在通常情况下,表皮干细胞会不断自我更新和分化,产生新的细胞来取代那些受损的老化细胞,让皮肤焕然一新。而随着年龄的增长,人体的这一再生能力会不断下降,皮肤也随之老化。

这背后有着怎样的生物学机理呢?为了回答这个问题,东京医科齿科大学(Tokyo Medical and Dental University)的西村荣美(Emi K. Nishimura)教授团队决定从动物模型中寻找线索。他们挑选的实验对象是小鼠的尾部皮肤,这块区域的皮肤和人类皮肤之间有很多结构共同点,也会以类似的方式逐渐老化。


▲本研究的通讯作者之一西村荣美教授(图片来源:东京医科齿科大学官方网站)

进一步的研究发现,无论是小鼠尾部皮肤还是人类皮肤,在衰老状态下,皮肤里一种叫做COL17A1的胶原蛋白水平会明显下降。在组织中的生化分析也确认了这一点。我们知道,胶原蛋白是结缔组织中非常重要的一类蛋白,许多广告也将它与娇嫩的皮肤联系到了一起。这种胶原蛋白和皮肤衰老之间,有着怎样的关联?

首先,研究人员们确认在皮肤干细胞中存在COL17A1胶原蛋白的表达,而重复的紫外线照射会让其表达量下降。这在一定程度上解释了为啥衰老状态的皮肤里,这种胶原蛋白的水平会出现明显下滑。

随后,研究人员们使用一种先进的追踪技术,分析不同的干细胞随着COL17A1胶原蛋白水平的变化,会发生怎样的变化。他们发现在年轻的小鼠中,皮肤内存在着多组干细胞群体。它们之间会形成良性竞争。如果干细胞内的COL17A1表达水平较高,就会更牢固地与基底膜进行结合。相反,那些COL17A1表达水平较低,往往已经受到损伤的干细胞,就会被排挤出去。《自然》杂志表示,“这样的细胞间竞争有助于维持皮肤的整体结构和完整性”。


▲本研究的图示(图片来源:《自然》)

然而随着年龄的不断增加,皮肤内自发表达产生的COL17A1胶原蛋白水平越来越低,这种良性竞争也就不复存在——到头来,皮肤里COL17A1水平较高的细胞越来越少,就越难将衰老细胞给排挤出去。这反过来又会进一步增加皮肤中COL17A1表达水平较低的细胞,形成恶性循环。最终,所有皮肤干细胞的COL17A1水平都降到低值,皮肤也随之老化。

在动物实验中,研究人员们也证实了这一假设的可靠性。他们发现,倘若使用基因编辑手段敲除COL17A1的表达,小鼠皮肤上的伤口就愈合得更慢,表明干细胞的活性受到了影响。而如果这种胶原蛋白过量表达,就能对伤口的愈合起到促进作用。这些结果再次证明了COL17A1对于皮肤重生的重要性。


▲如果一种药物能让你的肌肤回到婴儿时的状态,你会使用吗?(图片来源:Pixabay)

而受到这一动物实验的启发,研究人员们在论文的最后,开始寻找哪些药物分子有望促进COL17A1胶原蛋白的表达。体外筛选结果发现,夹竹桃麻素(apocynin)和另一种叫做Y27632的化合物都可以诱导COL17A1的表达,也能够在小鼠体内促进伤口愈合。综合来看,这些科学发现有望被用于逆转皮肤衰老,并促进皮肤伤口的愈合。《自然》评论也指出,这项研究结果“代表着皮肤再生和抗老化药物研究的一大重要进展”。

需要注意的是,这项正儿八经的科学研究,和利用胶原蛋白概念进行宣传的保健护肤品没有啥关系。这项研究目前还停留在早期阶段,能否用于人体,还需要更多的临床验证。在此之前,如果看到任何涂抹或口服胶原蛋白的“抗衰老”产品,咱们还是谨慎为上。

参考资料:

[1] Nan Liu et al., (2019), Stem cell competition orchestrates skin homeostasis and ageing, Nature, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1085-7

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