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“癞蛤蟆”与无疤痕修复

    人们总是害怕受伤,因为受伤会很痛,而且往往会留下难看的疤痕。怎样才能让这道疤痕迅速地消失掉?或许这时候我们可以求助于TA——癞蛤蟆。

    嘿,你不是在说笑吧,癞蛤蟆这一身疙瘩,怎么可能跟“快速无疤痕修复”这种技能联系在一起。不过,你可别小瞧,这癞蛤蟆还真有这一超能力傍身。

    癞蛤蟆是常见的两栖类动物。与人类相比,两栖类动物裸露的皮肤是维持生存最重要的器官,它具有呼吸和维持电解质平衡的功能。癞蛤蟆体表布满了大小不一的疙瘩,使它们看起来较为丑陋。但是,千万不要小看这些疙瘩,因为它们都是一个一个的分泌腺。

    癞蛤蟆生活在阴暗、潮湿的自然环境,令人惊讶的是它们的皮肤却可以“出淤泥而不染”,即使在充满致病微生物的恶劣环境中,它们的皮肤也可以保持健康状态并保护机体不受伤害。这是因为它们体表的这些疙瘩可以分泌毒素及其他活性物质来帮助癞蛤蟆抵御细菌、病毒和真菌的侵害以及捕食者的威胁。更重要的是,癞蛤蟆等其他两栖类动物的创伤修复必须是无疤痕的,疤痕的产生会损害相应的生理功能而造成致命的后果。

    这些“丑陋”的外表下蕴含的皮肤愈合的秘密引起了科学家们的关注。

    最近,中科院昆明动物研究所就在我国西南部高山区常见的两栖动物——大蹼铃蟾的皮肤分泌物上,发现了一种名为“βγ-CAT”的活性物质。就是这种活性物质,让小鼠的皮肤能够快速无疤痕修复。


大蹼铃蟾

      孔道形成蛋白,顾名思义是一种可以在细胞表面“钻孔”的蛋白质,它们通过插入细胞膜形成特定孔道来调节细胞的功能,孔道形成蛋白广泛分布于动植物中。

    βγ-CAT属于孔道形成蛋白家族中的一员,它由两个不同结构的“好兄弟”组成。“哥哥”是一种孔道形成蛋白结构(Aerolysin-like protein),“弟弟”是三叶因子(Trefoil factor),这两兄弟组合到一起就是我们所说的βγ-CAT(βγ-crystallin fused aerolysin-like protein and trefoil factor protein complex),即“βγ-晶状体蛋白和孔道形成蛋白与三叶因子形成的复合物”。在前期研究中发现βγ-CAT在大蹼铃蟾抵御细菌侵袭中发挥着重要的作用。

    科学家们发现,这种活性物质可以加快小鼠上皮细胞的迁移和增殖,使上皮细胞就像“贴地砖”一样迅速地覆盖伤口,保护创面,从而促进伤口愈合。

    在创伤早期,这种活性物质还可以明显地减轻组织水肿,保持正常的皮肤形态。除此之外,该活性物质可以促进胶原纤维的有序排列,使新生组织与正常组织的形态功能更加接近。

    目前临床常用的人表皮生长因子虽然可以加速愈合,但是会导致上皮的持续增生,引起增生性的疤痕疙瘩。而βγ-CAT这种活性物质,在愈合的晚期可以促进增生上皮细胞的退化,使创伤愈合部位无论在颜色、厚度和形态功能上都更加接近正常皮肤,也就是我们所说的“无瘢痕愈合”。

    看到相关发现,科学家们感到很兴奋,也提出了疑惑,βγ-CAT这种活性物质是如何实现“无瘢痕愈合”的呢?

    深入研究后科学家发现,βγ-CAT促进组织修复的神奇功能可能与其激发的早期快速免疫反应有关,这种短暂的保护性机制可以招募更多的免疫细胞来对抗感染性伤口周围的细菌,同时又可以激活与组织修复相关的细胞、细胞因子和蛋白的表达。

    βγ-CAT在组织修复方面的研究为我们提供了无限的遐想:美容手术可以更快地恢复,烧伤患者预后可以不再为疤痕苦恼。而βγ-CAT也为深入解析组织再生和修复及疤痕形成的分子病理机制提供了新思路和新线索,同时对于研发新的疾病治疗药物也具有实际应用的意义。

文章来源:中国科学院昆明动物研究所






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