新技术用重编程的皮肤细胞治愈伤口

患有严重烧伤，褥疮或糖尿病等慢性疾病的人有发展为皮肤溃疡的伤口的风险，皮肤溃疡可延伸到多层皮肤。

除了非常疼痛外，这些伤口还可能导致严重的，有时致命的感染或截肢。通常，通过手术移植现有皮肤来覆盖伤口来治疗这些溃疡。然而，当溃疡特别大时，移植足够的皮肤可能具有挑战性。在这种情况下，研究人员可以从患者身上分离出皮肤干细胞，在实验室中培养它们并将它们移植回患者体内。但该过程耗时，对患者有风险，并且不一定有效。

单独糖尿病的急剧上升表明迫切需要开发治疗皮肤溃疡的新的有效方法。我在Salk研究所的实验室专注于开发基于干细胞的方法，将细胞从一种类型“重新编程”到另一种类型，以用于再生医学。

在Nature杂志的一篇报道中，我们描述了一种新技术，通过将受伤细胞重新编程为类干细胞状态，将开放性伤口中天然存在的细胞直接转化为新的皮肤细胞，其中细胞恢复到较早的状态，更灵活的状态，他们可以发展成不同的细胞类型。

我的实验室博士后研究员，Masakazu Kurita，有整形外科的背景，知道伤口愈合的关键步骤是干细胞样细胞 - 基底角质形成细胞 - 从附近未受损的皮肤 - 迁移到伤口。

基底角质形成细胞是许多不同类型皮肤细胞的前体。但皮肤溃疡等大而严重的伤口不再有任何基底角质形成细胞。此外，当这些伤口愈合时，在该区域中繁殖的细胞(称为间充质细胞)主要涉及闭合伤口和炎症，但它们不能重建健康的皮肤。

我们希望将这些间充质细胞转化为基底角质形成细胞，而不是将它们从体内取出。

为此，我们比较了两种细胞类型中不同蛋白质的水平，以找出区分它们的原因，并找出我们需要改变的内容，以便将一种细胞类型重新编程为另一种细胞类型。

我们鉴定了55种蛋白质，我们称之为“重编程因子”，它们可能参与确定和维持基底角质形成细胞的细胞特性。我们对每个潜在的重编程因子进行了进一步的实验，并将列表缩小到四个因子，这些因子将在培养皿中体外转化间充质细胞为基础角质形成细胞。然后这些角质形成细胞形成健康新皮肤中存在的所有细胞。

然后，我们测试了这四种因素的功效，以治疗小鼠的皮肤溃疡。在我们将含有这四种因子的局部溶液直接涂抹在溃疡上18天后，我们看到愈合发生了。这四个因素将伤口中的间充质细胞重新编程为角质形成细胞，然后生长为构成健康皮肤，闭合和愈合疮的许多细胞类型。即使在大的溃疡中，这些细胞也会继续生长并与周围的皮肤结合。当我们在3个月和6个月后检查小鼠时，我们发现新生成的细胞就像健康的皮肤一样。啮齿动物皮肤愈合不同于人体皮肤，因此没有可见的疤痕组织，尽管它应该在那里。需要进一步的工作来确保这种方法的安全性，特别是在更长的时间内，但作为概念的初步测试，