古代的伤口修复机制

这是一个危险的世界。从细菌和病毒事故和伤害,威胁一直围绕着我们。和没有保护我们比我们的皮肤更坚决。内外之间的屏障,人体最大的器官也是最无缝的防御。

然而,皮肤不是不可战胜的。它每天都要忍受命运暴虐的毒箭,它试图让我们安全的通过感知和应对这些危害。主要方法是一种病原体的检测,免疫系统开动。但一项新的研究洛克菲勒的从实验室伊莱恩·福克斯发表在细胞,揭示了另一种保护机制,对损伤信号受伤tissue-including低氧水平血管破坏和形成痂不需要感染进入齿轮。

这项研究第一次来识别损伤的反应途径不同但平行于经典途径由病原体引起的。

掌舵的反应是interleukin-24 (IL24),是谁的基因诱导皮肤上皮干细胞在伤口边缘。一旦释放,这种分泌蛋白开始元帅各种不同的细胞开始治疗的复杂的过程。

“IL24主要由wound-edge表皮干细胞,但许多肌肤细胞上皮细胞、成纤维细胞、内皮细胞表达IL24受体和响应信号。协调组织修复IL24成为一个协调器,”福克斯说罗宾Chemers Neustein哺乳动物细胞生物学实验室和发展。

从pathogen-induced提示信号

科学家早就知道保护我们的身体免受宿主反应pathogen-induced威胁:体细胞作为外国实体识别入侵的细菌或病毒,引起一系列防御机制的帮助下信号蛋白质如1型干扰素。

但身体反应如何受伤,可能会或可能不会涉及外来入侵者?如果我们将一个手指切黄瓜,例如,我们知道它instantly-there的血液和痛苦。然而检测损伤会导致治疗的分子基础知之甚少。

1型干扰素时依赖于信号因素STAT1和STAT2调节防御病原体,Fuchs实验室之前的研究已经表明,相似的转录因子称为STAT3在伤口修复使其外观。Siqi Liu co-first两项研究中,作者想要跟踪STAT3的途径回到它的起源。

上游IL24突出作为主要细胞因子诱发STAT3激活的伤口。

Microbe-independent行动

合作丹尼尔Mucida在洛克菲勒的实验室,研究人员曾与老鼠在无菌条件下,发现wound-induced IL24信号级联是独立于细菌。

但损伤诱导的信号级联什么呢?伤口往往延伸到皮肤真皮层,毛细血管和血管。

“我们了解到表皮干细胞伤口的缺氧环境,“云Ha表示,户珥研究员在实验室和co-first作者在纸上。

当血管切断和痂形成,表皮干细胞在伤口的边缘是缺乏氧气。这种状态的缺氧细胞健康,是一个警钟,诱导一个正反馈循环涉及转录因子HIF1a和STAT3在伤口边缘放大IL24生产。结果是协调一致的努力,各种类型的细胞表达IL24受体通过替换受损上皮细胞修复伤口,治疗毛细血管破裂,并生成新皮肤细胞的成纤维细胞。

与克雷格·汤普森的小组合作纪念斯隆凯特林癌症中心研究人员表明,他们可以调节Il24通过改变氧气水平基因表达。

一旦研究人员发现组织修复通路的起源在表皮干细胞,他们研究了伤口修复过程被转基因小鼠缺乏IL24功能。没有这个关键蛋白质,愈合过程是缓慢而推迟,几天的时间比在正常小鼠皮肤完全恢复。

他们推测IL24可能参与损伤反应在其他身体器官上皮细胞层,起到保护鞘。在最近的研究中,高架IL24活动一直在发现上皮肺组织严重COVID-19和患者的结肠组织溃疡性结肠炎患者,慢性炎症性肠病。

“IL24可以做提示信号需要在许多器官损伤修复,“户珥说。

功能和演化

“我们的发现提供了洞察一个重要组织损伤检测和维修无关的信号通路感染,”福克斯解释说。

分析与进化生物学家钱Cong UT西南医学中心透露,IL24及其受体与干扰素分享关闭同源序列和结构的家庭。尽管他们可能并不总是在协调工作在每一个时刻,IL24和干扰素是进化相关的和与受体结合细胞表面相互靠近。研究人员怀疑,这些信号分子来自一个共同的分子通路约会回到我们的过去。

“我们认为数亿年前,这位祖先可能会分化成两个通路被病原体防御和其他组织损伤,”刘说。

也许分离病原体和应对爆炸发生的伤害,给地球上的生命带来了无穷无尽的麻烦。

参考:刘年代,户珥YH, Cai X, et al。组织损伤检测和修复途径不同于宿主病原体防御。细胞。2023年。doi:10.1016 / j.cell.2023.03.031

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