Science論文解讀!揭示濕疹和牛皮癬的發育起源

?? 2021-01-26 閱讀:21
 在一項新的研究中,來自英國韋爾科姆基金會桑格研究所、紐卡斯爾大學和倫敦大學國王學院的研究人員構建出高度詳細的皮膚細胞圖譜,它揭示了發育中的細胞過程在炎癥性皮膚病患者的細胞中被重新激活。他們發現,來自濕疹和牛皮癬患者的皮膚與發育中的皮膚細胞有許多相同的分子途徑。這為治療這些痛苦的皮膚病提供了潛在的新藥物靶點。這些結果也為炎癥性疾病提供了全新的認識,為針對類風濕性關節炎和炎癥性腸病等其他炎癥性疾病的研究開辟了新的途徑。相關研究結果發表在2021年1月22日的Science期刊 上,論文標題為“Developmental cell programs are co-opted in inflammatory skin disease”。

作為旨在繪制人體每一種細胞類型的全球人類細胞圖譜(Human Cell Atlas)努力的一部分,這種新的發育中和成年皮膚的綜合圖譜是全球科學家的寶貴資源。它還可能為再生醫學提供一個模板,幫助科學家們在實驗室中更有效地生長皮膚。

我們的皮膚就像一道屏障,保護我們免受細菌或病毒的入侵,對健康至關重要。特應性濕疹(atopic eczema)和牛皮癬等炎癥性皮膚病是一種慢性疾病,在這種疾病中,免疫系統變得過度活躍,導致皮膚發癢或脫屑,這可能會非常痛苦并容易感染。這些疾病對人們的生活有很大的影響,但是誘發因素不明,也沒有治療方法,即便有,也只能幫助緩解癥狀,而不能根治病因。

皮膚是由許多不同類型的細胞組成的復雜組織。為了了解皮膚是如何形成的,以及這與成人健康和疾病的關系,這些研究人員研究了來自發育中皮膚的細胞,將這些細胞與來自健康成人以及濕疹和牛皮癬患者的活檢樣本進行比較。利用先進的單細胞技術和機器學習,他們分析了超過50萬個皮膚細胞,以確切地了解每個細胞中哪些基因被打開。這使得他們能夠找出每個細胞的作用,以及細胞之間的對話方式。

這些研究人員驚奇地發現,患病的皮膚細胞與發育中細胞有著許多相同的細胞機制。

論文共同通訊作者、韋爾科姆基金會桑格研究所的Muzlifah Haniffa教授說,“這個皮膚細胞圖譜揭示了健康發育中的皮膚發出的特定分子信號,以招募免疫細胞并形成保護層。我們驚訝地看到,來自濕疹患者和牛皮鮮患者的皮膚細胞發送相同的分子信號,這可以過度激活免疫細胞并導致疾病。這是以前從未見過的。發現發育中的細胞途徑再次出現,是我們對炎癥性皮膚病認識的巨大飛躍,為尋找治療方法提供了新的途徑。”

論文共同第一作者、紐卡斯爾大學的Gary Reynolds博士說,“雖然我們的研究集中在炎癥性皮膚病上,但是其他炎癥性疾病如類風濕關節炎或炎癥性腸病也有可能以同樣的方式被觸發。這項研究顯示了研究發育的重要性,并可能為炎癥性疾病的研究開辟全新的途徑。”

這項研究揭開了健康皮膚組織的發育過程,并揭示了成年人皮膚中存在的細胞。這對再生醫學有很大的意義,尤其是對燒傷患者。

論文共同通訊作者、倫敦大學國王學院的Fiona Watt教授說,“對實驗室中培養的皮膚細胞的研究已經有幾十年了。然而,人們并不總是清楚這些細胞的特性在實驗室環境中是如何變化的。通過揭示從發育中皮膚和成年人皮膚中分離出來的細胞的詳細構成,這個皮膚細胞圖譜可以作為研究人員試圖在再生醫學中重建健康皮膚的模板。我們的數據是公開的,我們希望這將有助于在實驗室中進行構建皮膚組織的研究。”

論文共同通訊作者、韋爾科姆基金會桑格研究所的Sarah Teichmann博士說,“作為旨在創建人體‘谷歌地圖’的國際人類細胞圖譜計劃的一部分,這個皮膚細胞圖譜研究揭示了,研究發育不僅可以幫助了解組織最初是如何形成的,而且還可以為疾病提供重要的線索。這個皮膚細胞圖譜揭示了一種關于炎癥性疾病的全新思維方式,是其他科學家可以用來研究疾病原因、為開發潛在的新療法提供的重要參考。”

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