皮肤类器官的再生潜力

冻伤是一种严重的冻伤，影响着全世界数百万人，通常会导致长期的恢复、疤痕和长期的并发症，如慢性疼痛和功能障碍。

　　

冻伤是一种严重的冷损伤，影响全球数百万人，通常会导致漫长的恢复期、瘢痕形成以及长期并发症，如慢性疼痛和功能障碍。这种损伤通常从冷诱导的细胞死亡、局部炎症和组织缺血开始，破坏皮肤的愈合能力。目前的治疗方法，如钙通道阻滞剂，在预防瘢痕形成方面功能有限，往往无法解决皮肤细胞和细胞外基质（ECM）的潜在损伤。这些不足突显了开发能够加速愈合、减少炎症并恢复正常皮肤功能的创新疗法的迫切需求。研究新型疗法对于应对冻伤的复杂病理及其长期影响至关重要。

2024年10月4日，北京协和医学院医院和国家蛋白质科学中心（北京）的研究人员在《Protein & Cell》上发表了一项研究（DOI: 10.1093/procel/pwae055），探索人类诱导多能干细胞（hiPSC）衍生的皮肤类器官在治疗冻伤损伤中的潜力。该研究为这些皮肤类器官的再生能力及其促进无瘢痕伤口愈合的潜力提供了宝贵的见解。

研究人员开发了一个冻伤小鼠模型，以更好地了解愈合过程和细胞反应。利用单细胞转录组学，他们追踪了包括单核细胞、巨噬细胞、表皮细胞和成纤维细胞在内的各种细胞类型的动态变化。分析显示，冻伤早期阶段的炎症和组织损伤显著，表现为免疫细胞浸润增加和细胞外基质的破坏。为解决这些问题，研究人员将hiPSC衍生的皮肤类器官与明胶水凝胶结合，并将其移植到冻伤损伤的小鼠中。

结果显示，这些皮肤类器官通过减少炎症细胞因子（如CCL4和IL6）显著加速了伤口愈合，并促进了表皮干细胞的增殖。在愈合后期，类器官通过调节整合素α5β1-FAK通路，减少了成纤维细胞向肌成纤维细胞的转化，并重塑细胞外基质以防止异常瘢痕形成。值得注意的是，类器官恢复了生理性的细胞外基质，为无瘢痕愈合铺平了道路。这一突破不仅解决了冻伤的独特挑战，还为治疗其他复杂皮肤损伤提供了一种潜在的解决方案。

该研究的通讯作者Ling Leng博士强调了他们的发现的重要性：我们的研究表明，皮肤类器官可以有效地调节炎症反应，并在冻伤损伤中促进快速伤口愈合。这为治疗复杂伤口和预防长期并发症开辟了新的可能性。

皮肤类器官在冻伤治疗中的应用是再生医学的一个重大进展。通过加速伤口愈合和抑制瘢痕形成，这些皮肤类器官为严重冻伤患者提供了有希望的解决方案。它们调节炎症和恢复正常皮肤功能的能力填补了当前治疗的空白，这些治疗往往无法解决长期并发症。未来的研究将集中在优化皮肤类器官移植技术，并扩大其治疗其他复杂皮肤状况（如烧伤和慢性伤口）的潜力。这一突破有望推进冻伤伤口护理，改善患者预后并提高生活质量。