■本刊記者 喬 禹
傷疤可能是少年追夢的勛章,但更多的時候,傷疤的存在可能會影響人們面容的美觀、組織和關(guān)節(jié)的生長以及造成皮膚等組織永久性的功能喪失,而全世界疤痕修復(fù)的花費(fèi)都相當(dāng)高,并且這種修復(fù)并非易事。因此,如何在傷口愈合的同時又不產(chǎn)生疤痕,是科學(xué)家以及醫(yī)生在皮膚修復(fù)方面研究的重要課題。
而近日,美國斯坦福大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》上發(fā)表的一篇相關(guān)論文,一石激起千層浪。
研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人之一Michael T·Longaker教授是一位整形外科醫(yī)生。1987年,當(dāng)他還在科室輪轉(zhuǎn)時,曾跟隨被稱為“胎兒外科先驅(qū)”的Michael Harrison醫(yī)生。胎兒外科是對胎兒施加手術(shù),在出生前修復(fù)胎兒的某些缺陷。導(dǎo)師留給Longaker博士的一個課題是,為什么胎兒皮膚上的傷口能不留傷疤地愈合,而兒童和成人的皮膚卻做不到。
“這個問題我想了一年,后來變成四年,再后來就變成了幾十年。”Longaker教授說道:“自那以后,我的研究擴(kuò)展到許多其他領(lǐng)域,但我始終想要搞清楚,傷疤是怎么形成的?!爆F(xiàn)在,Longaker教授終于有了答案。
這支研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人注意到,皮膚修復(fù)過程中,機(jī)械張力對于疤痕形成至關(guān)重要。“胎兒發(fā)育早期,皮膚傷口不會導(dǎo)致疤痕,胎兒的皮膚呈膠狀,實(shí)際上沒有所謂的‘緊致’可言?!盠ongaker教授舉例說:“在生命的另一端,比方說一個95歲的老人,由于常年曬太陽而皮膚松弛,那么也會很少長疤,因?yàn)槔先说钠つw缺少這種張力?!?/p>
在進(jìn)一步探索為什么皮膚張力會導(dǎo)致傷疤形成時,研究人員的注意力集中到了一個叫Engrailed-1(En1)的基因上。En1基因有助于產(chǎn)生一種蛋白,這種蛋白有時會出現(xiàn)在成纖維細(xì)胞中,而這些細(xì)胞是驅(qū)動疤痕形成的主要細(xì)胞。他們在一系列小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),一部分原本不表達(dá)En1的成纖維細(xì)胞,在疤痕形成過程中卻開始表達(dá)En1。
隨后,他們設(shè)計(jì)了體外實(shí)驗(yàn),將不表達(dá)En1的小鼠成纖維細(xì)胞,分別放在三種機(jī)械力不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中培養(yǎng),觀察它們的變化。結(jié)果顯示,成纖維細(xì)胞能夠感受到組織的力學(xué)變化,并導(dǎo)致En1基因激活。
當(dāng)在小鼠實(shí)驗(yàn)的手術(shù)傷口上施加張力時,研究人員也看到了類似的結(jié)果:表達(dá)En1的細(xì)胞數(shù)量增加,與此同時,小鼠形成了較厚的傷疤。
通過上述實(shí)驗(yàn),研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)了機(jī)械力變化可以使成纖維細(xì)胞激活En1,促進(jìn)疤痕形成。那么反過來,不讓En1被激活,或阻斷機(jī)械力信號的傳導(dǎo),是不是可以防止傷疤形成?
順著這一思路,研究人員找到了一種藥物維替泊芬(verteporfin),該藥物已獲得美國FDA的批準(zhǔn),用于治療眼病。這種藥物分子通過抑制機(jī)械力信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵因子,阻斷細(xì)胞中的機(jī)械應(yīng)變信號。
在小鼠傷口愈合模型中,當(dāng)研究人員在傷口上施加了維替泊芬后,用Longaker教授的話說,“結(jié)果令人震驚”,愈合的皮膚看起來完全正常!
“讓我們震驚的第一件事是,愈合的傷口長出了毛發(fā)?!毖芯咳藛T描述道:“我們還能看到正常的腺體,而且,新長出的皮膚與未受傷的皮膚一樣強(qiáng)韌?!崩脵C(jī)器算法查看皮膚的微觀圖像則看到,在維替泊芬的幫助下再生的皮膚與正常皮膚之間沒有任何差異。
看到這里,不少人對于傷疤修復(fù)可能并不是很“感冒”,畢竟從小到大難免磕磕碰碰??蓚绦迯?fù)對于擁有大面積傷疤的人群來說,無疑是福音,因?yàn)榘毯蹘淼牟恢故敲栏猩系牟煌?/p>
據(jù)研究人員介紹,疤痕的形成是由于纖維化組織的生長速度快于正常皮膚,因而可以快速封閉傷口。如果愈合得很慢,就有感染或流血致死的危險(xiǎn)。但這種快速“焊接”的代價(jià)是損害了皮膚的形態(tài)和功能。
與正常的皮膚組織不同,疤痕組織沒有毛囊,也沒有汗腺,因此難以適應(yīng)變化的外界溫度。而且,疤痕組織缺乏皮膚正常的韌性和強(qiáng)度,有的人可能因?yàn)閭潭鵁o法彎曲手肘或膝蓋,難以閉合眼睛或張開嘴巴。
而所謂的“祛疤”還存在一個皮膚再生的難題,即如果不能促進(jìn)毛囊、腺體等附件的再生,恢復(fù)組織的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu),也就不能算真正的成功。
由此可見,Longaker教授和他的團(tuán)隊(duì)在疤痕修復(fù)領(lǐng)域的突破,顯得尤為重要。
“這些結(jié)果令人興奮,因?yàn)槲覀冏C明了在治愈皮膚傷口時,我們能夠干預(yù)并阻止成纖維細(xì)胞感知機(jī)械力?!绷硪晃回?fù)責(zé)人Geoffrey Gurtner教授評論說:“現(xiàn)在,我們要看看相同的方法是否可以防止其他形式的疤痕。”他說,其他許多疾病,例如燒傷、肝纖維化,心臟病發(fā)作后心臟組織產(chǎn)生的瘢痕,或許也有可能用同樣的方法進(jìn)行治療。
研究團(tuán)隊(duì)表示,下一階段將在其他動物身上開展臨床實(shí)驗(yàn),如果獲得成功,則可以進(jìn)行人體臨床試驗(yàn)。我們期待聽到更多積極的消息。