人类皮肤形成的关键环节之谜揭晓

顾汉现

人类皮肤形成的关键环节之谜揭晓


日期: 2009-09-16  


        干细胞具有独特的能力：当其分裂时，既能形成更多的干细胞，也能变成各种各样的特定细胞类型。在小鼠和人类中，皮肤基底的细胞层就包含有能发展成特定细胞的干细胞。欧洲分子生物实验室联合西班牙环境能源暨科技研究中心的科学家们最近发现，有两种蛋白可控制这些干细胞何时及如何打开以形成皮肤细胞。相关研究发表于9月14日的《自然·细胞生物学》网络版，有助于阐明皮肤形成乃至皮肤癌和其他上皮癌的基础机制。   

　　皮肤基底中的干细胞在其生命的某个点上会停止增殖，并开始分化成可形成皮肤的细胞。为此，研究人员必须关闭在其基因中的“干细胞程序”，并打开“皮肤细胞程序”。研究人员怀疑，一个称为C/EBP的蛋白质家族可能参与了此一进程，虽然已知这些蛋白在其他干细胞类型中可调控此一进程，但人们至今远未能确定到底是哪个C/EBP蛋白控制着皮肤中的开关。欧洲分子生物实验室的克劳斯·内尔洛夫及其研究小组则发现这样的蛋白不是一个，而是两个：  C/EBPα和C/EBP。

　　研究人员利用基因工程技术删除了小鼠胚胎皮肤中的C/EBPα和C/EBPβ基因，结果发现，如果没有这些蛋白，小鼠皮肤就无法正式形成。所形成的紧绷且有光泽的皮肤无法使体内保持水分，缺乏许多可使皮肤具有机械强度和水密度的蛋白，因此小鼠在出生后不久就会因为缺水而死亡。

　　但是，这两个基因中的任何一个都足以保证皮肤的正常发育，这意味着这两种蛋白在皮肤干细胞中通常做着同样的工作。而皮肤中有如此多的干细胞，并非好事，人体必须动用调节机制，对干细胞的数量加以严格控制，以避免诱发皮肤癌。

　　上皮癌（包括皮肤癌、乳腺癌及口腔癌）的标志之一就是它们会打开那些通常只在胚胎干细胞中表达的基因，并帮助癌细胞持续分裂下去。这些基因就会在缺乏C/EBP的皮肤中再次表达。因此，研究人员希望，通过了解C/EBPα和C/EBPβ如何关闭这些干细胞程序，他们也许就能找到对抗这些癌症的方法。

　　研究人员还发现，这两个蛋白还可对控制皮肤发育的一些其他分子进行调控。在缺乏C/EBPα和C/EBPβ的小鼠身上，一些已知可控制皮肤或头发形成的重要路径会被不正确地激活。

　　研究人员表示，此项重要发现将开辟诸多新的领域，因为这些蛋白控制着几乎每一个调节皮肤细胞分化的分子，这也是揭开皮肤形成及其在生命过程中得以维持之谜的关键。