京都大学阐明皮肤老化的结构，血管减少导致真皮硬化是原因之一

日期：2022-09-30 09:34作者：admin

1.对皮肤老化机制的新见解

以京都大学医生物学研究所的一条辽助教、丰岛文子教授为中心的研究小组发现了皮肤老化的新机制。

这项研究使用老鼠进行，7月11日发表在国际学术杂志的网络版上。

在这次发现的路径中发挥重要作用的蛋白质，不仅存在于老鼠的皮肤中，也存在于人类老年人的皮肤中。

这种蛋白质有可能成为治疗人类皮肤老化的种子，为今后抗衰老技术的发展做出贡献。

2.皮肤老化

覆盖在人体体表的皮肤，是保护体内不受外界伤害的重要组织。

皮肤是通过表皮的新陈代谢来供给细胞，进行防御墙的维持。

表皮的新陈代谢需要表皮干细胞的增殖和分化，如果不能控制这种增殖和分化，就会诱导皮肤老化等问题。

受此控制的表皮干细胞的增殖和分化，随着年龄的增长，表皮干细胞的功能下降，活性下降，成为老化等皮肤问题的原因。

关于年龄的增长是以怎样的机制诱导表皮干细胞功能的下降的，具体的事情还不清楚。

首先，我们来看一下皮肤的构造。

皮肤由表皮、真皮、皮下组织组成。

其中，表皮由分化步骤不同的多个细胞层构成，从接近外侧的层开始，是角质层、颗粒层、棘层、基底层。

最内侧的基底层是被称为基底细胞的单层细胞层，通过与基底膜结合来维持表皮干细胞的功能。

表皮干细胞一直在增殖，但一旦脱离基底膜就开始分化。

细胞从基底膜向外侧转移，随着这一转移进行分化，最后在皮肤表面变成污垢而脱落。

反复进行这个步骤就是表皮的新陈代谢，分化的细胞不断出现，皮肤才能维持年轻。

但是，随着年龄的增长，表皮干细胞的功能会下降，与基底膜的粘附也会变弱，细胞分裂、细胞增殖都会出现障碍。

表皮干细胞随着年龄的增长而功能下降的主要原因是氧化应激的积累等导致DNA损伤等细胞内部的变化。

表皮干细胞本身的年龄增长是一个问题，但是周围的环境也会成为一个问题，进行本研究的团队将着眼点放在了作为表皮衬里的真皮上。

3.研究的细节

研究团队首先分析了幼龄小鼠和高龄小鼠足底部表皮的差异。

结果显示，高龄小鼠与幼龄小鼠相比，足底部表皮的表皮干细胞中，支持基底膜和干细胞粘附的分子、半胱酰胺减弱、对基底膜纵向分裂的状况增加，并且发现了衰老分子标记物的异位表现这一年龄变化。

为了从基因表达层面分析这种差异，我们比较了幼龄小鼠和高龄小鼠表皮干细胞的基因表达模式。

这一分析表明，高龄老鼠体内与钙信号相关的基因表达上升。

在老化过程中，钙会诱导角蛋白细胞的分化、半胱酰胺的背离，研究团队以这些结果为基础分析了钙的动向。

分析方法是对活体老鼠的足底部表皮干细胞进行钙成像。

用这个方法，可以清楚地知道体内钙的动态在哪里。

结果表明，高龄老鼠的这个部分频繁出现20秒以上的钙脉冲。

这种频繁发生在幼龄老鼠身上是没有的，是高龄老鼠特有的现象。

作为钙脉冲的原因，研究团队预测了物理力，并提出了这样的假说：细胞感知到施加在细胞上的物理力，也就是力学变化，从而激活细胞的离子通道。

作为对细胞进行力学刺激的现象，研究团队认为是组织整体变硬，通过观察发现高龄老鼠的真皮比年轻老鼠更硬。

在分子机制上，已知有几个分子会根据基质的硬度而发生变化。

其中，将目光放在作为机制离子通道的Piezo1基因上，对该基因进行表皮特异性实验，即仅抑制表皮的Piezo1表达，结果抑制了因年龄增长而诱发的长期钙脉冲。

也就是说，高龄老鼠的表皮变硬，但由于不存在感知表皮变硬的Piezo1，所以不会产生钙脉冲。

在这种情况下，可以看到表皮变硬的老化现象，但是表皮干细胞的年龄变化，也就是老化受到了抑制。

总结到这里的结果，由于年龄的增长真皮硬化，这个硬化引起的物理刺激在表皮基底细胞诱导Piezo1的持续活性化。

结果表明，由于钙连续流入细胞内，导致表皮干细胞老化。

接着，研究团队分析给表皮干细胞以物理刺激的真皮层的硬化为什么会发生。

这个解析的结果表明，高龄老鼠的真皮血管减少。

通过基因操作来消除血管的减少，也就是说，让高龄老鼠的真皮血管数量不再减少，就能抑制因年龄增长而引起的真皮硬化。

结果，表皮干细胞的年龄变化也受到抑制，得到了抑制老化的结果。

另一方面，如果对幼鼠进行基因改造，使其真皮血管变少，就能诱导幼鼠出现老化现象。

那么，血管减少的原因是什么呢？老年老鼠的纤维母细胞的比例增加了。

某纤维母细胞是指Pentraxin 3基因表达增高的纤维母细胞。

通常情况下，Pentraxin 3的表达并不高，但在高龄小鼠体内，该基因表达上升的纤维母细胞越来越多。

Pentraxin 3是具有血管新生抑制作用的分子。

血管新生是指癌细胞成长形成细胞块时，将血管拉入细胞块中，使其能够向中心部位输送氧气和营养物质的现象。

这是对癌症有利的现象，但在动物构建身体的时期、胎儿等时期，这是构建身体血管网的重要现象。

Pentraxin 3在高龄老鼠中表现出高表达，这意味着即使高龄老鼠的表皮通过新陈代谢变成新细胞，血管网也有很多情况不会更新。

从结果上看，真皮中血管变少，诱导了硬化，这在这次的研究中已经明确了。

如果抑制高龄小鼠的Pentraxin 3的表达，血管的减少就会受到抑制，研究团队分析的老化现象也不会出现。

对人的皮肤进行分析后发现，和老鼠一样，老年人的真皮中Pentraxin 3的表达比年轻人的真皮更高，这表明这是老鼠和人类共同的老化现象的原因。

4.应用于医疗、美容

该研究发现，通过Piezo1钙的长期流入，脉冲诱导表皮干细胞的年龄变化，明确了皮肤老化机制的新路径。

如果把这个机制作为目标的话，可以认为对抑制人类表皮上的年龄增长现象的治疗法、美容法的开发有很大的进步。

对于在商业上也会成为大市场的皮肤老化，不仅仅是美容，伤口愈合等治疗方法的确立也被要求。

这次发现的路径，今后成为创药的目标等，成为临床应用的重要路径的事毫无疑问。

本文由日文网站翻译而来，原链接：https://stemcells.or.jp/skin-aging/

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