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Cell子刊:iPS构建功能性人造表皮

来源:    作者:    时间:2014-04-28    点击: 次   

 伦敦国王学院和旧金山SFVAMC的研究团队利用人类的多能细胞,首次成功培育了人造表皮(皮肤的最外层),文章于四月二十四日发表在Stem Cell Reports杂志上。这种人造表皮拥有功能性的渗透屏障,与真实表皮非常类似,为制药业和化妆品行业提供了一种低成本的理想实验模型,还可以帮助人们开发治疗皮肤疾病的新药物。

   表皮是人类皮肤的最外层,在机体和外部环境之间形成了一个保护性的界面,阻止水分流失和细菌、毒性物质进入。许多临床上的皮肤病都与角质化和表皮屏障中的缺陷有关。不过,要对表皮屏障的进行功能研究,还缺乏合适的体外模型。在此之前,人们通过组织工程技术构建过人造表皮,但这种表皮缺乏功能性的屏障,对于药物测试来说并不理想。

现在,研究人员利用人类的诱导多能干细胞(iPSC)和胚胎干细胞生成了角质细胞(keratinocyte),人类皮肤的最外层主要由角质细胞组成。研究显示,这些发现人工诱导的角质细胞与原代角质细胞非常相似。随后,他们将来自胚胎干细胞和iPSC的角质细胞暴露在特殊的环境下培养,以构建的3D人造表皮。这些细胞的培养环境具有特定的湿度梯度,可以帮助它们形成功能性的渗透屏障。这种保护性屏障可以避免水分丧失,阻挡化合物、毒素和细菌的入侵。

研究显示,这些来自iPSC和胚胎干细胞的人造表皮,与正常人类皮肤的最外层并没有明显的结构或功能差异。

SFVAMC团队的领头人Dr Theodora Mauro说:“在某些疾病中,特定的基因突变使表皮屏障出现缺陷,例如鱼鳞病(ichthyosis)或者过敏性皮肤炎。而我们的技术可以帮助人们对这类疾病进行研究。此外,人造表皮模型还可以用于研究表皮屏障的正常发育机制,以及皮肤屏障受损的致病过程。在此基础上,人们可以想办法对这种屏障进行修复。”

 伦敦国王学院团队的领头人Dr Dusko Ilic说:“我们的新方法可以用来大量生产人造表皮,并将其应用到药物和化妆品的测试中去。这项研究向人们展示,使用不同干细胞可以生成不同类型的表皮,为皮肤病患者量身定做疾病模型。在此基础上,研究者们可以鉴定不同人群对皮肤疾病的敏感性。(来源:生物通)

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