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“毒物”变“良药”,科学家修复疤痕有妙招!

2018/08/20作者: 程唯珈来源:中国科学报

  如果人的脸上或者身上受了严重外伤,很可能需要一辈子背着这样的“记号”。一项最新研究则给这些“破相”的人带来了希望。

  近日,中科院昆明动物研究所张云课题组从两栖动物大蹼铃蟾皮肤分泌物中发现了具有激发组织无疤痕修复功能的新型蛋白质复合物,为解析疤痕形成的分子病理机制提供了新线索与思路。《美国实验生物学学会联合会会刊》日前刊登了这一成果。

  关注“毒物”

  如同金庸笔下的欧阳锋,多年以来,从事动物毒素研究的张云一直与各种毒物打交道。只不过,这些看似可怕的动物,都可以被“以毒攻毒”地化为治疗人类疑难杂症的良药。

  “自实验室成立起,我们便关注动物多肽类毒素的选取,用作疾病机理解析和药物研发。”张云告诉《中国科学报》记者,经过大量筛选,团队将目标锁定在了剧毒两栖动物大蹼铃蟾。其毒性可高出中华大蟾蜍20倍以上。

  毒性越强,代表着生物活性越高。2008年,该团队发现,在大蹼铃蟾的皮肤、消化道系统以及免疫系统等的多种细胞中,大量存在新型孔道形成蛋白和三叶因子复合物betagamma-CAT(以下简称βγ-CAT)。该复合物可激发免疫反应以抵御病原体感染。2014年和2017年,相关研究成果分别发表在美国《国家科学院院刊》和美国传染病学会会刊《传染病杂志》上。

  取得上述成果后,张云团队继续围绕βγ-CAT开展研究。只不过这一次,他们将目光投到了组织创伤修复上。

  无疤痕组织修复

  没有毛发或鳞甲的保护,铃蟾裸露的皮肤长期暴露在自然环境中,不可避免地遭遇创伤。然而,在恶劣的环境下,铃蟾浑身居然毫无疤痕。这一现象引起了张云的注意。

  张云推测,铃蟾表皮很可能存在促进创伤愈合的物质。基于前期对βγ-CAT表达分布、功能和作用机制的研究,他分析,此复合物也许在组织修复上发挥重要作用。

  为证实这一猜想,张云团队选了组织创伤动物模型进行实验。首先,研究人员在实验小鼠身上凿出造成伤口的洞眼,随即在第一组小鼠的受伤皮肤上涂抹βγ-CAT复合物,第二组涂抹目前临床上广泛使用的表皮生长因子EGF,第三组则不予治疗。

  科学家发现,不接受治疗的小鼠皮肤修复速度缓慢,且形成疤痕形态的组织,同时伴随着严重的水肿。涂抹表皮生长因子EGF的小鼠创口愈合后同样出现了皮肤表层细胞增厚的现象。而使用βγ-CAT复合物的小鼠,创口愈合后更接近正常的皮肤组织,可实现无疤痕修复。

  其后,研究人员在伤口上添加耐药菌测试。实验表明,比起表皮生长因子EGF联合临床抗生素用药的“无能为力”,βγ-CAT单独使用在抵御耐药菌感染同时在修复创伤方面展现出显著效果。

  细胞作用新机制

  传统的生长因子(如EGF、FGF等)多通过与细胞膜受体结合进而激活细胞信号通路,增加细胞外基质的合成,从而修复不同外因或者内因造成的皮肤损伤。

  “我们发现βγ-CAT可通过刺激细胞囊泡化生成,调控细胞内吞/溶酶体通路,加快损伤皮肤组织的再上皮化来促进伤口愈合。”张云介绍说,这是一种全新的细胞作用机制,深入的研究将促进解析组织再生和修复及疤痕形成的未知细胞分子机制,从而研制新的疾病治疗药物。

  他同时表示,该复合物尚未在人身上进行实验,距离成为药品还有待进一步研发和完善。(中国科学报 程唯珈)


作者: 程唯珈编辑:何秋怡