哺乳動(dòng)物的皮膚分成表皮和真皮兩層，中間由一種輕薄的胞外蛋白——基膜負(fù)責(zé)連接。其中，表皮細(xì)胞會(huì)持續(xù)更新，新細(xì)胞來源于表皮干細(xì)胞以及表皮更深處的祖細(xì)胞。這些干細(xì)胞會(huì)通過一種特定分化的多蛋白結(jié)構(gòu)——半橋粒附著在基膜上。通常，表皮干細(xì)胞會(huì)不斷復(fù)制、分化，產(chǎn)生新細(xì)胞取代受損的老細(xì)胞，這一更新有利于維持皮膚的年輕。但是隨著年齡的增長，干細(xì)胞會(huì)慢慢耗竭，再生能力衰退，皮膚也會(huì)隨之衰老。

最近，來自日本東京醫(yī)科齒科大學(xué)的研究者提出：皮膚得以保持年輕、完整，歸因于干細(xì)胞間的“良性競爭”，促成這一競爭的關(guān)鍵在于一種膠原蛋白：COL17A1。COL17A1驅(qū)動(dòng)的干細(xì)胞間競爭對(duì)于維持小鼠皮膚的“年輕態(tài)”至關(guān)重要，但是隨著時(shí)間的推移，這種競爭也會(huì)導(dǎo)致皮膚老化。這一研究成果發(fā)表在《自然》雜志上。

研究者以小鼠尾巴為研究樣本，研究了“干細(xì)胞間競爭”在小鼠尾部皮膚老化中的作用，小鼠尾巴上的皮膚與人類皮膚有很多共同點(diǎn)，而且老化的方式也類似。研究表明，皮膚干細(xì)胞間競爭由膠原蛋白COL17A1驅(qū)動(dòng)，而COL17A1的表達(dá)隨著年齡的增長而下降。他們觀察發(fā)現(xiàn)，COL17A1的表達(dá)在不同干細(xì)胞間存在差異，COL17A1表達(dá)水平較高的干細(xì)胞會(huì)牢固地錨定于基底膜，且會(huì)將附近COL17A1表達(dá)水平較低的細(xì)胞排擠出去。這樣的細(xì)胞間競爭有助于維持皮膚的整體結(jié)構(gòu)和完整性。但是，COL17A1的表達(dá)會(huì)隨年齡增長而下降，也會(huì)因?yàn)閼?yīng)激（如氧化、紫外線輻射）而下降。最終，所有干細(xì)胞中的COL17A1表達(dá)水平都下降，皮膚隨之老化。在確定COL17A1的重要性之后，研究團(tuán)隊(duì)試圖尋找“刺激”它的方法，也就是尋找啟動(dòng)皮膚抗衰老的關(guān)鍵化合物，最后研究者鑒定出了兩種能維持人體角化細(xì)胞內(nèi)COL17A1表達(dá)的化合物——Y27632和夾竹桃麻素，證實(shí)它們可以誘導(dǎo)COL17A1的表達(dá)，而且能夠促進(jìn)小鼠皮膚傷口的愈合。這一發(fā)現(xiàn)意味著，這兩類化合物有望在促進(jìn)皮膚再生、對(duì)抗衰老上發(fā)揮潛能。

這項(xiàng)研究結(jié)果揭示了COL17A1膠原蛋白通過促進(jìn)干細(xì)胞“競爭”，從而維持皮膚組織的完整和健康。但是，衰老的過程會(huì)讓COL17A1水平降低、耗盡，這會(huì)讓較弱的細(xì)胞有生存機(jī)會(huì)，從而讓皮膚狀態(tài)變差，更容易受損且愈合較慢。當(dāng)然，這些結(jié)果都來自動(dòng)物試驗(yàn)，尚屬“原理論證”，并不是膠原蛋白的“軟宣傳”。對(duì)于皮膚老化的根本原因，許多科研人員仍在前線孜孜不倦地研究著，我們期待未來能有更多的前沿進(jìn)展，早日解開這些困擾我們的未解之謎。

（報(bào)道：李偉）

參考文獻(xiàn)：Nature 2019,568:344-369