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一千多年的问题,现在终于破解信号蛋白,是...

擦伤的膝盖、被纸割伤或任何形式的手术有什么共同之处?简而言之,这是一个需要治愈的伤口,但长期的答案在于一系列允许组织自我修复的生物活动中。关于伤口愈合的问题已经被提出了1000多年。现在,科学家们已经开始破解信号蛋白是如何密切参与一个过程,将一个开放的伤口转变成重塑的健康组织。虽然了解更多关于简单伤口的知识很重要,弗吉尼亚联邦大学正在进行的研究还有一个更大目标——帮助解决极其复杂的医疗问题。

炎症性疾病,如败血症、过敏反应和创伤性凝血障碍,最终可能会得到创伤修复研究的帮助。创伤性凝血病是指血液不能凝固形成血块。这种损伤是由严重的创伤引起,可能会导致长期或过多的出血,而且这可能是致命的。Charles E. Chalfant博士和同事在《科学信号》期刊上发表的研究表明:伤口愈合是一个动态的过程,包括各种分子途径和细胞类型的协调,以促进及时和有序的愈合。弗吉尼亚联邦大学脂质信号研究实验室的负责人查凡特(Chalfant)报告称:

这是一组被称为类二十烷醇的分子,它们来自脂肪酸,控制伤口周围的炎症和细胞迁移。正如Chalfant和同事们发现的那样,二十烷醇类不仅是脂肪酸衍生的分子,它们也是蛋白质的信号传递。信号分子是细胞的重要组成部分,它能进行短距离和长距离的通信。设想一个与电话系统大致相当的微型网络,电话是通过电话系统转接和接收的。结果表明,类二十烷醇控制着伤口修复的两个关键阶段,研究小组在一项开创性的调查中发现:

这对外科病人、事故受害者,甚至可能在未来的某一天对那些潜在致命炎症性疾病患者都有意义。弗吉尼亚联邦大学Chalfant的同事、位于坦帕南佛罗里达大学分子生物学部门的H. Patrick MacKnight。研究小组发现,伤口修复的进展经历了不同阶段,包括炎症、增生和组织重塑。成纤维细胞浸润创面,增殖并分泌胶原蛋白,随着上皮细胞的再生,胶原蛋白被重塑。在对实验动物模型的观察中,科学家们能够记录下每一个步骤。

还注意到二十烷样信号的重要性,这对修复过程至关重要。根据Chalfant和同事的说法,类二十碳水化合物必须由身体产生。神经磷脂,神经酰胺1-磷酸,结合并激活组IVA细胞磷脂酶,刺激二十烷类物质的生产。因为二十烷醇类物质对伤口愈合很重要,所以研究了敲除小鼠皮肤伤口修复情况,将敲除的(KO)小鼠与敲除的(KI)小鼠进行比较。KO和KI小鼠创面闭合率不受影响,但KI小鼠创面成熟程度增强。

伤口显示出皮肤成纤维细胞的浸润增加,伤口抗拉强度增加,与KO组相比还有其他几个值得注意的差异。该研究是Chalfant实验室活跃研究领域的一部分,该领域研究的目的是:研究伤口修复中炎症过程的知识,如何有助于揭示更复杂的医疗条件。例如,二十烷酸类物质是已知炎症反应的介质,这些分子构成了脓毒症和其他主要疾病的发病机制。从伤口修复研究中获得的知识,是迈向新方向的一步。

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参考期刊《科学信号》

DOI: 10.1126/scisignal.aav5918

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