皮膚是一個復雜的器官,對機體具有防水、緩沖、保護深層組織,排泄廢物和體溫調節等重要功能。日本學者開發出一種新的體內移植,成功建立了一個三維生物工程皮膚培養系統,這種皮膚擁有皮膚附屬器官,如毛囊和皮脂腺。
該方法利用誘導干細胞為基礎的三維立體皮膚培養組織能在裸鼠移植存活,可以正確地宿主周圍組織如表皮、豎毛肌和神經纖維融合,并不會產生腫瘤。這種生物工程立體皮膚組織還顯示出毛發增生,產生包括毛囊干細胞的毛囊結構。這種皮膚組織在燒傷和整形學領域具有非常重要的應用前景。
日本科學家用誘導干細胞成功培育出人工皮膚。神奇的是,這種小鼠牙齦組織誘導的干細胞為基礎,制造的皮膚擁有完整的皮膚附屬結構,例如毛發和皮脂腺。這一成功是皮膚再生醫學領域的重要突破,將給燒傷和整形外科的發展提供了關鍵技術保障。將這種人工皮膚移植給裸鼠,這種動物缺乏免疫排斥能力,人工皮膚移植物與宿主融合理想,并能長出毛發。研究人員預測,將用5-10年把這種技術應用于臨床。
研究小組希望可以利用燒傷患者自體組織培育出皮膚,這樣就不需要考慮異體組織移植存在的免疫排斥問題。當然,如果這種技術成功,任何人希望對自身外表進行改造和修補,就會非常方便。整形外科一貫擔心的皮瓣移植存在壞死的問題,也迎刃而解,因為可以不用采集自體皮膚,只需要用少量細胞就可以隨意制造出有功能的皮膚組織。
這一技術也將為皮膚病和化妝品研究提供重要材料,過去這類研究都是用動物模型,以后可以用人工培養的人類皮膚,而且可以針對不同的皮膚類型如油性皮膚和干性皮膚等,選擇性進行研究。
這一研究剛剛在《科學進展》雜志在線發表,該雜志是《科學》旗下(MedSci糾正:是自然出版社旗下)開放獲取期刊,可以免費全文閱讀。論文資深作者是Takashi Tsuji博士指出,過去人工皮膚研究上最大障礙是缺乏毛發腺體等必要的附屬器官。導致人工皮膚缺乏必要的功能。最新技術成功地制造出更真實的皮膚組織,已經接近實現可以臨床應用人工皮膚的夢想。
Tsuji博士來自神戶發育生物學中心,最新研究是和東京和仙臺等機構的同事合作進行的。首先從小鼠牙齦采集細胞,將這些細胞誘導成誘導干細胞iPS。誘導干細胞是干細胞領域的熱門和流行研究技術。首先在2006年被報道,將成熟細胞進行化學改造,使它們時光倒流,返回到干細胞狀態。
誘導干細胞類似于胚胎,能不斷進行分裂,倫敦國王學院分子皮膚學教授John McGrath說,這項研究是該領域一直希望實現的目標,這是一個重大進步。對解決人類日益增長的皮膚功能疾病,這一研究給臨床帶來了曙光。雖然現在臨床上已經開展人工皮膚移植,但是并沒有實現皮膚功能的移植。因為這些皮膚缺乏毛發,也沒有汗腺,缺乏皮膚的基本功能。
McGrath教授說,將會有許多實驗室重復這一新發現,并將這種技術向臨床應用轉化。