在伦敦帝国理工学院一项涉及三名志愿者的新研究中,皮肤疤痕在接受毛囊移植治疗后开始表现得更像未受伤的皮肤。疤痕皮肤含有新细胞和血管,重塑胶原蛋白以恢复健康模式,甚至表达在健康无疤痕皮肤中发现的基因。
这些发现可能会导致更好地治疗皮肤和身体内部的疤痕,从而为患有广泛疤痕的患者带来希望,这些疤痕会损害器官功能并导致残疾。
帝国理工学院生物工程系的主要作者克莱尔希金斯博士说:“疤痕形成后,皮肤从未真正恢复其受伤前的功能,直到现在,所有重塑疤痕的努力都收效甚微。我们的发现为令人兴奋的研究奠定了基础甚至可以使成熟疤痕恢复活力并恢复健康皮肤功能的新疗法。”
该研究发表在npj Regenerative Medicine上。
希望在头发
皮肤中的疤痕组织缺乏毛发、汗腺、血管和神经,而这些对于调节体温、检测疼痛和其他感觉至关重要。疤痕还会损害运动,并可能导致不适和情绪困扰。
与疤痕组织相比,健康的皮肤会通过毛囊不断进行重塑。多毛皮肤比无毛皮肤愈合得更快,疤痕也更少——而且毛发移植之前已被证明有助于伤口愈合。受此启发,研究人员假设将生长中的毛囊移植到疤痕组织中可能会导致疤痕自我重塑。
为了检验他们的假设,帝国理工学院的研究人员与西班牙大加那利岛 Mediteknia 诊所的首席毛发移植外科医生和费尔南多佩索阿加那利大学的副研究教授 Francisco Jiménez 博士合作。2017 年,他们将毛囊移植到三名参与者头皮上的成熟疤痕中。研究人员选择了最常见的疤痕类型,称为正常营养性疤痕,通常在手术后形成。
他们在移植前对疤痕进行了 3 毫米厚的活组织检查并进行了显微镜成像,然后在移植后的两个月、四个月和六个月后再次进行了检查。
研究人员发现,毛囊激发了疤痕中深刻的结构和遗传变化,使皮肤看起来健康、未受伤。
Jiménez 博士说:“仅在高收入国家,每年就有大约 1 亿人出现疤痕,主要是手术造成的。全球疤痕的发生率要高得多,包括烧伤和外伤后形成的大面积疤痕。我们的工作开始了治疗疤痕的新途径,甚至可以改变我们预防疤痕的方法。”
皮肤建筑师
移植后,毛囊继续产生毛发并诱导皮肤层恢复。
疤痕会导致最外层的皮肤——表皮——变薄,使其容易流泪。移植后六个月,表皮的厚度增加了一倍,同时细胞生长增加,使其厚度与未受伤的皮肤大致相同。
下一层皮肤,即真皮,布满了结缔组织、血管、汗腺、神经和毛囊。疤痕成熟后真皮的细胞和血管减少,但移植后细胞数量在六个月时翻了一番,血管数量在四个月时达到接近健康皮肤的水平。这表明毛囊激发了疤痕中新细胞和血管的生长,而这些新细胞和血管在没有帮助的情况下无法做到这一点。
疤痕还会增加胶原纤维(皮肤中的一种主要结构蛋白)的密度,这会导致它们对齐,从而使疤痕组织比健康组织更硬。头发移植降低了纤维的密度,使它们能够形成更健康的“篮子编织”图案,减少僵硬——这是导致流泪和不适的关键因素。
作者还发现移植后,疤痕表达的 719 个基因与之前不同。促进细胞和血管生长的基因表达较多,而促进疤痕形成过程的基因表达较少。
多管齐下
研究人员不确定移植是如何促成这种变化的。在他们的研究中,由于疤痕在头皮上,因此疤痕中毛囊的存在在美容上是可以接受的。该团队现在正致力于揭示潜在的机制,以便他们能够开发出将疤痕组织重塑为健康皮肤的疗法,而无需移植毛囊和生长毛发纤维。然后,他们可以在无毛皮肤或心脏等器官上测试他们的发现,心脏会在心脏病发作后留下疤痕,而肝脏会因脂肪肝和肝硬化而留下疤痕。
希金斯博士说:“这项工作在恢复人们的信心方面有明显的应用,但我们的方法超出了美容范围,因为疤痕组织会导致我们所有器官出现问题。
“虽然目前针对生长因子等疤痕的治疗主要集中在造成疤痕的单一因素上,但我们的新方法可以解决多个方面的问题,因为毛囊可能会同时提供多种生长因子,从而重塑疤痕组织。这进一步支持了使用诸如毛发移植改变疤痕的结构和基因表达以恢复功能。”