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大多数人身上都有一个:旧伤留下的难看疤痕。它通常不会造成严重的伤害,但可能会不美观。减少疤痕的药膏和其他皮肤科治疗方法可以有所帮助,但没有人知道如何从一开始就预防疤痕。现在,科学家们发现,无疤痕伤口愈合的关键可能在于阻断一种常见糖的作用。
透明质酸是一种长而粘稠的糖,于 20 世纪 70 年代被发现。研究人员长期以来认为它只是围绕所有细胞的细胞外粘液的另一种成分。此后,透明质酸已被证明在心脏发育和肿瘤转移中发挥着重要作用。
科学家们还发现,与青少年和成年人相比,发育中的胎儿和新生儿体内的糖含量非常高。而且,前一组人可以在手术后恢复而不会留下严重的疤痕。这促使安大略省伦敦健康科学中心的 Cornelia Tölg 和 Eva Turley 及其同事假设,高浓度的透明质酸有助于防止疤痕组织的形成。
随着人类年龄的增长,完整的透明质酸水平急剧下降。当身体分解完整的透明质酸时,透明质酸的片段会增加。Tölg 和同事发现,尽管完整的透明质酸促进无疤痕的伤口愈合,但透明质酸片段会刺激过多疤痕组织的形成。
研究人员通过给大鼠一种叫做肽 15-1 的小蛋白质来操纵大鼠的伤口修复过程。这种肽阻止透明质酸片段与皮肤细胞上的受体结合。与对照组啮齿动物相比,用这种肽治疗伤口的大鼠疤痕明显减少。接受治疗的受伤大鼠的皮肤细胞也像人类胚胎和新生儿一样再生。*
当不被肽 15-1 阻断时,透明质酸片段会与皮肤细胞受体结合,并引发信号级联反应,增加受伤部位的炎症。炎症会调用更多的免疫细胞到伤口,以帮助抵抗感染,同时还会调用胶原蛋白(一种纤维蛋白)来帮助封闭伤口。过多的胶原蛋白和炎症驱动皮肤细胞快速分裂以阻止细菌进入最终会导致疤痕。研究人员于 12 月 12 日在费城举行的美国细胞生物学会第 50 届年度会议上展示了他们的研究结果。
Turley 说,胎儿浸泡在无菌液体中,因此不需要封闭伤口来防止感染。然而,在充满细菌的世界里,防止感染是一件生死攸关的事情。“治愈伤口真的有很大的进化压力,”她说。“我们以牺牲组织结构为代价来治愈。”
肽 15-1 似乎通过阻止免疫细胞浸润伤口来阻断炎症过程。然而,Tölg 说,在实验室中,用这种肽治疗并没有增加感染的几率,也没有明显减慢伤口愈合的速度。
迈阿密大学米勒医学院的细胞生物学家 Vinata Lokeshwar 说:“这是一项非常重要的工作。” “如果他们发现一种可以阻断[受体]活性的肽,那么它的意义将超出炎症。它可用于癌症,甚至在化妆品行业。”许多癌症具有高水平的透明质酸,这与肿瘤转移有关。
研究人员仍然不明白为什么完整和片段化的透明质酸对疤痕形成有如此不同的影响。Tölg 和 Turley 认为,这两个分子之间的大小差异可能有助于解释它们的不同影响。Turley 说:“在大小中编码信息是一件很奇怪的事情。” 她说,大的、完整的透明质酸分子可能无法很好地与透明质酸片段使用的皮肤细胞受体结合。
尽管如此,这项发现意义重大——Tölg 和 Turley 总结说,即使仅用肽 15-1 进行一次治疗,也可能使疤痕成为过去。
*更正 (2010 年 12 月 20 日):这句话在发布后进行了编辑。它最初表示,接受肽治疗的受伤小鼠的皮肤细胞会再生。