近日，来自约翰霍普金斯大学等研究机构的研究人员在《Science》杂志上发表了一篇题为“The use of ectopic volar fibroblasts to modify skin identity”的论文，揭示了利用自体掌侧成纤维细胞移植将非掌侧皮肤转化为掌侧皮肤的潜力。这项研究旨在解决截肢者因长期佩戴假肢而导致的皮肤破损问题。

 

据估计，美国有超过170万人面临截肢，其中大部分病例是由糖尿病、血管疾病或创伤引起的。截肢后，患者长期使用假肢可能会引起残肢部位的皮肤破损，这主要是由于假肢穿戴过程中产生的摩擦和压力所致。为了应对这一挑战，研究人员着眼于成纤维细胞的特性及其对皮肤功能的影响。

 

成纤维细胞是皮肤中的主要细胞类型之一，负责维持皮肤结构和修复伤口。研究表明，不同部位的成纤维细胞具有位置记忆，并且能够影响皮肤的功能特性。例如，掌侧成纤维细胞（如足底成纤维细胞）具有更高的增殖和迁移能力，且对压力具有独特的响应模式。

 

研究人员首先在实验室条件下比较了掌侧与非掌侧成纤维细胞的行为差异。他们发现，在静态压力下，掌侧成纤维细胞的弹射运动并未改变；然而，在动态压力条件下，两种细胞类型的基因表达出现了差异，特别是HOX基因表达的变化。随后，研究团队通过生物打印技术构建了含有掌侧成纤维细胞的皮肤模型，并观察到非掌侧皮肤在植入这些细胞后，展现出类似于掌侧皮肤的特征，如增厚的表皮层、增大的角质细胞体积以及KRT9和FGF7蛋白水平的上升。

 

在此基础上，研究人员进行了临床试验，将自体足底成纤维细胞注射到非掌侧皮肤区域。结果显示，注射后的非掌侧皮肤呈现出一系列掌侧皮肤的特征，包括但不限于皮肤紧致度提升、表皮增厚、角质细胞体积增大、胶原纤维增长、弹性蛋白表达增加，以及KRT9、KRT17、pEGFR(Y1068)、FGFBP1、FGF7和RBPJ蛋白表达上调。

 

单细胞转录组学分析和空间转录组学进一步支持了这些发现，表明异位移植的足底成纤维细胞能够在注射部位稳定定植，并促进与表皮发育、角质化、细胞分化和形态相关的基因表达改变。

 

本研究的发现表明，利用掌侧成纤维细胞作为异位细胞疗法有可能改善非压力承受区域的皮肤特性，提高其对压力的适应能力。然而，未来还需要进一步的工作来优化成纤维细胞的移植效率和皮肤表型转换的程度。