신체의 가장 큰 장기 보일 수 있습니다 거의보다 더 많은 셀룰러 포장지,하지만 피부하는 역할의 범위를 지키는 미생물을 조절하는 몸의 온도. 그것은 또한 상당한 결함이 심각하게 손상된 피부를 치유할 수 있지만,그것은 할 수 없 다시 생성합니다. 대신 흉터를 형성합니다. 이 마크는 단순한 미용상의 결함이 아닙니다. 흉터 조직은 사람의 움직임을 억제 할 수 있으며 땀샘이 없기 때문에 신체가 식지 못하게합니다. 흉터가 정상 피부보다 두꺼운 것처럼 보이지만 조직은 실제로 약합니다.
흉터는 인간이되는 피할 수없는 부분 인 것 같습니다. 그러나 30 년 전,막내 환자가 상처를 입지 않는다는 것이 분명해졌습니다. 마이클 해리슨,소아과 의사의 대학에서 캘리포니아,샌프란시스코,을 수행하기 시작했 최초의 수술에서 태아가,그는 것을 발견했에 대한 아기들에게 살아남았습니다. 그가 자궁에서 그(것)들에서 만들었던 절개는 상처를 남기지 않고 치유하는 것처럼 보였다.
Harrison 은 그의 실험실에서 박사후 연구원 인 Michael Longaker 에게 그 현상을 조사하도록 요청했습니다. Longaker 는 회의적이었습니다. 기 때문에 그의 두목이었지만 의사가 누구를 수행하는 태아의 수술을,그는 말하기를,”내 첫 반응은’아,는 것처럼 보이지 않는 큰 의료기 때문에 문제가 당신은 하나 만드는 상처가 있습니다.”그러나 오랜 시간이 걸리지 않았을 위한 Longaker 을 이해 잠재적인 영향:해독하여 드라이브 자궁에서 치유,그 발견할 수 있습 방법을 묻는 흉터 무료로 치유 자궁. Longaker 는”실험실에서 1 년을 꺼리는 것이 4 년이되었습니다. “나는 흉터에 사로 잡혔다.”
Longaker,이제 성형외과 의사에 초점을 재생의학에서 스탠포드 대학교,캘리포니아에서 아직 풀어 미스터리다. 다른 연구자도 없습니다. 많은 연구가 흉터가 어떻게 발생하는지에 대한 귀중한 통찰력을 제공했지만 임상 적으로 유용한 치료법은 거의 없었습니다. 펜실베이니아 피츠버그 대학(University Of Pittsburgh)의 McGowan Institute For Regenerative Medicine 의 부국장 인 Stephen Badylak 은”약간의 개선이있었습니다. 그러나 그것은 여전히 1980 년대에 시작된 작품의 과대 광고에 의해 제기 된 기대와는 거리가 멀다.
아직 많은 연구자들은 조심스럽게 낙관하는 메커니즘의 더 나은 이해를 초래하는 흉터에 대한 방법을 포장합니다 혁신적인 전략을 줄이기 위한 흉터 조직의 형성. 에,미국 식품의약청 승인하는 최초의 치료를 포함하는’살다’에서 피부,및 다른 수많은 피부가 치유 제품에 있는 임상 시험이다. 피부 재생 분야는 다른 방향으로 움직이고 있다고 Badylak 은 말합니다. 오히려 성장하는 피부에 접시에는 실험실,그리고 그런 다음 이식하에 그것을 사람들,연구자들은 사용하여 몸으로 생물 및 격려하여 피부를 무엇을 했는 중 태아의 개발—생니다. 그들은 흉터가 어떻게 발생하는지뿐만 아니라 어떻게 멈출 수 있는지에 대해 더 많이 알고 싶어합니다.
진화론 적 이점
피부를 자르면 피가 나옵니다. 그리고 나서 치유 될 것입니다. 처음에는 혈전이 형성되어 혈액의 흐름을 막아 막대한 염증 반응을 일으 킵니다. 면역세포 홍수 지역을 명확한 박테리아 및 파편을하는 동안,세포 불 keratinocytes 에서 피부를 외부 레이어는 급속하게 분할하는 경주에 가까운 상처와 감염을 방지 할 수 있습니다. 다음으로 상처가 채워지기 시작합니다. 스핀들 모양의 섬유아세포로 알려져 있는 세포를 마이그레이션을 손상된 영역 및 이탈 콜라겐과 다른 단백질을 제공하는 조직과 구조입니다. 부상 발생 후 3 주 이내에 상처가 치유되었습니다.그러나 이러한 빠른 치유에는 큰 단점이 있습니다. 이러한 빠른 수리는 특히 상처가 깊을 때 종종 흉터를 초래합니다. 건강한 피부에서 콜라겐 섬유는 격자를 형성합니다. 그러나 상처 치유 과정에서 섬유 아세포는 콜라겐 섬유를 서로 평행하게 놓아 뻣뻣하고 약한 조직을 만듭니다. 기 때문에 진화가 선택한 속도 완벽:기 전에 발견의 항생제를 치유 속도가 느린 것 아마도 의미가 있을 획득하는 감염 또는 장기간 발생하는 출혈. 캐나다 앨버타 주 캘거리 대학(University Of Calgary)의 줄기 세포 생물 학자 인 Jeff Biernaskie 는”그것은 정말로 생존 대 미학의 문제입니다.피부에 대한 이러한 수리가 작을 때 많은 문제를 제기하지 않습니다. 그러나 큰 흉터는 삶을 변화시킬 수 있습니다. 흉터 조직”이 없는 스트레칭과 이동성 및 동의의 범위를 정상적인 피부가”라고 안 Gibson,화상 외과 의사 연구 상처 치유에 위스콘신 대학교 의과 대중의 건강에 매디슨에 있습니다. 즉,흉터가 관절을 덮을 때 특히 문제가 될 수 있습니다. 깁슨이 포크를 잡을 수 없거나 머리를 씻기 위해 팔을 들어 올릴 수 없다고 상상해보십시오.그러나 흉터는 피할 수 없을 수도 있습니다. 태아 피부하기 시작한 흉터 늦게 임신,제안된 인간 피부가 소유하는 적어도 일부를 재생하는 기능입니다. 연구자가해야 할 일은 잠금을 해제하는 방법을 알아내는 것입니다.
환상적인 섬유 아세포
태아의 상처는 하지만 상처는 저항을 흉터. 토마스 Leung,피부과에서 페렐만학교의 펜실베니아 대학에서 필라델피아에서 발견하는 사람들이 자주 개발 얇은 흉터가보다는 젊은 성인이다. 이유를 이해하기 위해 렁은 쥐로 향했다. 그와 그의 동료들은 설치류의 귀 1 에 구멍을 뚫어 젊고 오래된 생쥐의 상처 치유를 비교했다. 에서 하나 개월 동물은 상처를 치유와 두꺼운 흉터와 폐쇄되지 않는 완전히 유사한 귀에 구멍을 사람들은,양조위를 말한다. 65 세의 사람들과 대략 동등한 18 개월 된 마우스에서 치유가 오래 걸렸지 만 구멍이 완전히 닫히고 흉터가 적습니다. 동일한 관찰은 쥐의 뒤쪽에 상처를 위해 붙 들었다.
형광 현미경 사진의 인간 피부 fibroblasts.신용:Vshyukova/SPL
렁과 그의 동료들은 궁금해지는 구성 요소의 혈액의 젊은 쥐를 촉진 흉터 형성이다. 을 테스트하는 아이디어를,그들은 함께 결합 된 그리고 젊은 생쥐,그들에게는 공유의 순환 시스템을 통해 수술 방법이라고 parabiosis. 팀은 젊은 동물의 혈액에 노출되면 노인 생쥐의 상처가 scar1 에 발생한다는 것을 발견했습니다. 추가 실험은 가능성이있는 범인을 밝혀 냈습니다:cxcl12,stromal cell-derived factor1(SDF1)이라고 불리는 단백질을 암호화하는 유전자. 팀이 SDF1 을 쓰러 뜨렸을 때 어린 동물의 상처조차도 최소한의 흉터로 치유되었습니다. 이 발견은 사람들에게 흉터가없는 상처 치유를 향한 경로를 제시합니다:CXCL12 의 활동을 억제합니다.
사실,이미 시장에 SDF1 경로를 방해하는 약물이 있습니다-plerixafor. 이 약물은 특정 유형의 암을 가진 사람들의 골수에서 줄기 세포를 동원하는 데 사용됩니다. Leung 고 자신의 동료들이 희망하는지 여부를 테스트 plerixafor 을 최소화할 수 있습의 재발 켈—두께,흉터 제기하는 경향이 계속 성장—임상 시험에. 팀은 또한 SDF1 이 초기 흉터 형성을 촉진하는 방법을보고 있습니다.
흉터는 복잡한 과정이며 SDF1 은 이야기의 일부일뿐입니다. 섬유 아세포는 또 다른 저명한 선수입니다. 이 세포들은 오랫동안 흉터 조직에 대한 비난을 받아 왔습니다. “우리는 섬유 아세포가 모두 동일하다는 가정을했습니다.”라고 Biernaskie 는 말합니다. 그러나 연구에서 지난 다섯 년 동안 밝혔다는 게재를 포함한 다양한 그룹의 세포,그리고 일부는 것에 큰 역할을 흉터 형성보다는 다른 사람입니다.
2015 년에 Longaker 와 그의 동료들은 마우스의 back2 의 피부에 섬유 아세포의 재고를 실시했습니다. 을 만들 때의 상처를 뒷면에 그들이 발견하는 단 하나의 두 가지의 계보를 섬유아세포의 표현 homeobox protein engrailed-1—에 대한 책임의 형성에 가장 흉터 조직입니다. 을 때 팀은 장애인들 세포를 쥐에서,상처 치유에 더 천천히 그러나 또한 덜 형성 흉터 조직,와 유사에서 무슨 일이 있었는 쥐는 부족 SDF1. Longaker 생각하는 경우 다른 연구자들을 찾을 수 있습 방법을 식별하고 차단하는 동일한 섬유 아세포에서 사람들은,그것을 가능할 수도 있습 프롬프트 상처 치유에 따라 더 많은 재생하는 통로입니다. “앞으로 5 년에서 7 년 동안 우리가 인간에게 그런 일을하지 않는다면 나는 실망 할 것”이라고 그는 말한다.
지만 일부 섬유 아세포는 명확한 드라이버의 흉터 형성,다른 연구에서는 섬유 아세포 또한 기여를 재생 치유입니다. 에 대해 십년 전에,조지 Cotsarelis,피부과에서 페렐만 학교의 의학,그리고 그의 동료들을 개발하기 위해 노력하고 마우스 모델을 이해하는 역할 줄기 세포의 머리에 낭. 과학자들은 오랫동안 성인 모낭이 없어지면 영원히 사라 졌다고 생각했습니다. 그러나 팀을 발견 뭔가 이상한:을 때 그들이 만든 큰 상처를 뒷면에는 유전적으로 정상적인 마우스,머리 regrew 의 중간에 wound3.
더 이상하게도,피부는 주위에 모낭을 것 같았 정상적인,그리고 계층의 지방을 형성 아래에 뭔가 하지 않는 일반적으로 발생하에 흉터 조직입니다. 2017 년에 이끄는 팀에 의해 Cotsarelis 보 쥐에서는 새로운 모낭을 분비한 성장 요인이라는 뼈 전체적 단백질(Bmp)을 변환 할 수 있습니다 게재 지방으로 cells4. Costarelis 는”정말 멋진 부분은”일단 모낭을 얻으면 피부를 정상화시키는 것”이라고 말합니다.
인간 섬유 아세포는 또한 섬유 아세포에서 지방으로 도약 할 수있는 것처럼 보입니다. 을 때 팀은 세포에서 켈 흉터 노출을 BMP,또는 그들을 배치 근처 BMP-닉 머리 뿌리,그들은 너무로 바뀌는 지방세포. 이러한 결과는 상처 형성보다는 재생쪽으로 부상당한 피부를 찌르는 것이 가능할 수 있음을 시사합니다. 그러나 작업을 치료 프로토콜로 번역하는 것은 상당한 어려움을 초래한다고 Cotsarelis 는 말합니다. 피부 재생은 적절한 신호를 적절한시기에,그리고 적절한 용량으로 전달해야합니다. 예를 들어,”모낭이 형성되면 그 간격은 성장 인자의 구배에 의해 결정됩니다.”라고 그는 말합니다. 그 그라디언트를 조금이라도 변경하면 여포 패턴이나 심지어 기능이 바뀔 수 있습니다. “정밀도가 정말로 필요합니다.”라고 그는 말합니다.
더 완벽한 모델
마우스에서는 대부분의 연구는 상처 치유에 수행에서 차이가 사람에서 중요한 방법이다. 그들의 피부는 느슨한 반면 인간의 피부는 단단합니다. 또한,마우스 상처는 수축에 의해 치유됩니다:그러한 상처는 채우기보다는 함께 끌어 당깁니다. “나는 방법을 알고하지 않을 수도 있고 생각하기 시작 당신 테스트 할 수있는 뭔가가 다음 번역하는 인간”깁슨 말한다.
에서 검색을 더 나은 모델,2009 년에 애슐리 페르,발달 및 재생 생물학자 켄터키의 대학에 렉싱턴에 여행하는 케냐와 연구하기 시작했 아프리카 가시 쥐(Acomys kempi 및 Acomys percivali)—종 독특한 방어 메커니즘이 있습니다. 그들의 피부가 쉽게 찢어지기 때문에이 쥐들은 육식 동물의 턱을 벗어날 수 있습니다. Seifert 는 그러한 생쥐가 빠른 상처 복구 과정이나 감염을 예방하는 방법을 가지고 있음을 발견 할 것으로 예상했다. 그러나 그와 그의 동료들이 발견 한 것은 훨씬 더 흥미로 웠습니다:가시가있는 마우스 상처는 상대적으로 흉터가 없습니다.
가시 마우스는 피부 재생의 몇 가지 포유류 모델 중 하나입니다. 그러나 그러한 마우스는 비교 프레임 워크를 제공합니다. Seifert 할 수 있는 구멍의 귀에 가시가 있는 쥐는 다시 생성하고,다른 귀의 기존 실험실 마우스하지 않는,다음과 평가 어떻게 회복 과정이 다릅니다. 그의 팀은 이제 그 차이점을 정의하기 시작했습니다.
사슴 뿔 벨벳 는 재생 속성이 있습니다.신용: 론 Niebrugge/Alamy
일부를 포함하는 것을 보고 면역 시스템입니다. 연구자들은 염증을 재생 치유의 장애로 보는 경향이 있습니다. 따라서,차이 흉터 형성에서 성인과 태아에 있는 성인 산 강한 염증 반응을 손상 후 반면 태아하지 않습니다. 그러나 염증과 재생 사이의 연관성은 확립하기가 어려웠습니다. 염증을 억제하여 흉터 형성을 막기위한 노력은 패닝되지 않았다고 Seifert 는 말합니다. 그리고 그와 그의 동료들은 적어도 가시가있는 생쥐에서 염증이 재생 치유를 배제하지 않는다는 것을 발견했습니다. 야생에서,이 쥐는 강한 선동적인 응답을 거치한다 그러나 아직도 피부를 재생하는 것을 처리한다.”우리는 너무 많은 염증이 나쁘다는 것을 알고 있습니다. 그리고 우리는 염증도 도움이되지 않는다는 것을 알고 있습니다.”라고 Seifert 는 말합니다. 2017 년에,그와 그의 동료들이 보여주는 세포,면역 세포의 핵심 조정자의 염증과 관련하여 일반적으로 흉터,또한 필요에 대한 재생 치료에 가시 mice6. 이제 팀은 대 식세포와 다른 면역 세포를 흉터 경로에서 벗어나 재생 방향으로 기울일 수있는 요인을 결정하려고합니다.
훨씬 더 큰 포유류 인 순록(Rangifer tarandus)은 또한 피부의 재생 가능성에 대한 통찰력을 제공합니다. 수컷과 암컷 동물 모두 매년 새로운 뿔을 돋 웁니다. 솜 벨벳을 커버하는 뿔로 그들은 성장과 매우 유사하는 인간 피부와 두꺼운 혈관,모낭과 피지 분비. 그러나 그것은 한 가지 중요한 방식으로 다릅니다. “우리가 벨벳을 감 으면 완벽하게 재생됩니다.”라고 Biernaskie 는 말합니다. “정말 피부 치유를위한 아름답고 강력한 모델입니다.”
그 재생 능력은 벨벳에 내재 된 것 같습니다. Biernaskie 고 자신의 동료들이 지금 비교 유전자 발현에서 변화하는 동안 상처 치유에서 두 개의 해부학적 영역의 사슴 피부,그들의 뒤에 있는 재생되지 않는,그리고용 벨벳,는 않습니다. 그들이는 희망을 비교들에게 도움이 될 것입니다 더 나은 이해하는 신호를 프롬프트 벨벳을 다시 생성,그리고 아마도 그들을 인도하여 치료를 촉진하는 재생과 흉터를 방지. “우리는 그 신호를 모방 할 수있는 약물의 칵테일을 개발하기 시작할 수 있습니다.”라고 Biernaskie 는 말합니다.
벤치 머리맡
피부 재생은 목표지만,여러 회사를 가져올 수 있도록 노력하고 상처 치료 요법을 시장이다. 스프레이에 피부 시스템 승인에 의해 식품의약청,올해로 판매 ReCell 의 생명 공학 회사 Avita Medical 에서 발렌시아,캘리포니아,예의 초기의 성공입니다.
를 준비하려면 처리,외과 의사를 제거 피부의 크기에 대한 우표에서 환자는’이 효소는 해방 피부 세포의 구성 요소:섬유 아세포,각질 및 안료 생산 melanocytes. 이 세포는 그 때 nozzled 주사통으로 적재되고 환자의 상처에 살포됩니다. 피부 이식을 필요로하는 화상을 입은 사람들은 일반적으로 신체의 영향을받지 않는 부분에서 수확되는 피부 조각을받습니다. 외과의 사는 분할 두께 이식편으로 알려진이 이식편을 만들기 위해 피부의 최상층만을 채취합니다. 한 임상실험을 보였는 사람들에서 두 번째 도 화상에 영향을 미치는,피부 모두의 표피와 피부 레이어,ReCell 치료를 작동 할 뿐만 아니라 기존 이식이 필요 하지만 훨씬 적은 기증자 skin7. 지만 분 간격 이식할 수 있으로 절단하는 메쉬는 지역을 커버에 대해 세간의 크기,ReCell 을 치료할 수 있습 피부는 상처는 80 배 더 큰 기증자의 조각 피부입니다. ReCell 은 또한 더 깊은 화상을 치료하기 위해 메쉬 이식편과 결합 될 수 있습니다.
Gibson 은 StrataGraft 라는 피부 대체물 인 화상에 대한 대체 치료법을 테스트하고 있습니다. 그것은 두 레이어를 구성 콜라겐의:바닥 층은 씨를 뿌리와 인간의 섬유 아세포와 상위 레이어로 씨를 뿌리는 세포를 야기 keratinocytes. 치료 유래 위스콘신 대학교에서,하지만 지금에 의해 개발되고 말린 크로 조제약에서 스테인 런던,영국입니다. 첫 번째 중 하나의 임상 시험 StrataGraft,게시된 2011 년에는 것으로 나타났을 유도 하지 않았 급성 면역 response8,그리고 대체되고 있는 테스트에서 단계 III 시험입니다.이러한 치료법은 화상을 입은 사람들에게 보탬이 될 수 있습니다. 다른 회사들은 당뇨병이나 욕창이있는 사람들의 궤양과 같이 치유하기 어려운 상처에 대한 치료법을 연구하고 있습니다. Badylak 은”시장 규모는 거대합니다. 그러나 이러한 치료의 주요 목표는 피부를 재생하도록 촉구하는 것이 아니라 더 나은 치유를 촉진하는 것입니다. 다음 단계 인 흉터가없는 치유를 달성하는 것은”채우기위한 키가 큰 순서”라고 깁슨은 말합니다. 그러나,그녀는 낙관적인 경우는 임상의들을 치료하는 사람 피부 부과 밀접하게 협력하고 연구자들은 이해하기 위해 노력하고 상처를 남기,문제의 해결할 수 있습니다. “그 때 과학이 앞으로 나아갈 것입니다.”라고 그녀는 말합니다.