解放軍總醫院醫學創新研究部付小兵院士、黃沙副研究員團隊多年來針對上述兩大難題開展了系列研究。在早期的研究中他們發現一種3D生物打印技術有利于汗腺結構的形成,并證明了表皮干細胞、骨髓間充質干細胞(BMSC)等在特定條件下能不同程度地向汗腺樣細胞分化。但當時還沒有解決汗腺再面臨的細胞來源不理想、分化效率不高、關鍵機制不明等問題。
在國家自然科學基金項目等資助下,團隊在汗腺再生及其關鍵機制研究方面取得新進展。研究成果以“生物3D打印基質微環境的生化及結構因素協同誘導MSC分化為功能性汗腺”為題,于2020年3月4日在線發表在國際知名期刊Science Advances《科學進展》上。
小鼠只有足趾墊中才有汗腺,而其他部位的皮膚附屬器只有毛囊或皮脂腺,說明汗腺生長和發揮功能的微環境特異性很強。研究組將足趾墊勻漿蛋白添加到生物墨水中,用其打印出含BMSC混合細胞的3D架構。在此基礎上,發現3D架構內的BMSC可表達汗腺特異標志物,并在小鼠體內移植實驗中證明誘導過的MSC具有汗腺功能。為了闡明微環境中哪些因素起了重要作用,研究組對足趾墊勻漿蛋白進行了蛋白組學分析,發現一個高水平表達的蛋白CTHRC1,同時轉錄組學分析顯示3D結構因素促進了BMSC中Hmox1基因表達的上調,這兩方面因素共同誘導BMSC中對于汗腺發生至關重要的Bmp2基因的表達。拮抗生物墨水中CTHRC1蛋白并抑制BMSC中Hmox1的表達可明顯降低汗腺誘導效率。相關研究揭示了微環境與關鍵分子對于汗腺再生的重要性,為進一步實現汗腺再生提供了基礎。
參考資料
[1]解放軍總醫院,【微醫訊】付小兵、黃沙團隊:發現生物3D打印促進汗腺再生關鍵機制
[2]https://advances.sciencemag.org/content/6/10/eaaz1094。
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