赵敏《自然》文章破150年科学坚冰

　　

生物通报道：说起伤口愈合的能量，每个伤口——从最微小的刮伤到危机生命的大伤口，都能产生一种帮助细胞修复损伤的电场。现在，来自英国阿伯丁大学的华人生化学家赵敏（Min Zhao）和同事确定出了使细胞对电做出应答（趋电性）的基因。这一发现在医学领域具有重要意义。这项研究的结果刊登在7月27日的《自然》杂志上。

 

大约150年前，科学家已经知道伤口能产生微弱的电场。大多数研究人员认为这些电场在伤口的愈合过程中起到某种作用，但是其中详细作用机制或与这种电反应（趋电性）有关的基因一直未知。

 

赵敏教授和同事通过创造出一套能够在电信号启动细胞中一个生化级联反应时被“点亮”的荧光标记物解开了这个困扰研究人员150年之久的谜团。赵敏的研究组看到控制趋化现象（对化学信号的应答）的一个化学级联也与趋电性现象有关。趋化现象（Chemotaxis）对伤口的愈合也很重要。虽然研究人员还不确定这些电信号级联如何被活化，但是他们能够促使细胞内部构架发生变化，并引导细胞向着电信号源头前进。

在正常的培养细胞中（上图），细胞向着伤口运动（蓝色箭头）；在p110 gamma突变（下图）体中，细胞不知道该去哪里。（图片制作：宋兵和赵敏）

 

接下来的一步是确定出与一个细胞的电反应有关的基因。通过给培养皿中的细胞的人工伤口和啮齿动物角膜中的真伤口施加电场，研究组检测到上皮细胞向着伤口中心前进；当逆转电场方向时会使细胞改变运动方向。

然后，研究组对培养的细胞中一种叫做p110 gamma的基因进行破坏。这个基因编码一种叫做PI(3)K gamma的化合物，这种物质是趋化现象中的关键因子。在丧失了p110 gamma的突变体中，细胞不能对电信号作出反应而向着伤口移动。当研究人员破坏另外一种叫做PTEN的基因（能调节细胞中PI(3)K gamma的水平）时，细胞向伤口运动的速度加快了30％。

 

这项研究是证实电场在引导细胞愈合伤口过程中起到一定作用的第一个遗传证据。这项研究将会有助于研究人员研制利用电场刺激伤口愈合的治疗方法。（生物通记者杨遥）