皮肤的秘密武器:研究人员发现了一种古老的伤口修复机制

皮肤的秘密武器:研究人员发现了一种古老的伤口修复机制然而,皮肤也不能免于伤害。它承受着外界每天的攻击,但仍然试图通过检测和应对这些危险来保护我们的安全。一种方法是检测病原体,从而激活免疫系统。然而,最近由洛克菲勒大学的ElaineFuchs进行并发表在《细胞》杂志上的研究发现了一种新的保护机制,它对受损组织中的损伤信号做出反应,例如由血管破坏和痂皮形成造成的低氧水平。这种机制无需感染就能被激活。该研究首次确定了一种与病原体引发的经典途径不同但平行的损伤反应途径。该反应的舵手是白细胞介素-24(IL24),其基因在伤口边缘的皮肤上皮干细胞中被诱导。一旦释放出来,这种分泌的蛋白质开始召集各种不同的细胞,开始复杂的愈合过程。"IL24主要由伤口边缘的表皮干细胞制造,但皮肤的许多细胞--上皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞--都表达了IL24受体并对信号作出反应。"RobinChemersNeustein哺乳动物细胞生物学和发育实验室的负责人Fuchs说:"IL24成为协调组织修复的协调者。"来自病原体诱导信号的提示科学家们早已了解宿主反应如何保护我们的身体免受病原体引起的威胁:体细胞将入侵的细菌或病毒识别为外来实体,并在信号蛋白(如1型干扰素)的帮助下诱导一些防御机制。但身体如何应对可能涉及或不涉及外来入侵者的伤害?例如,如果我们在切黄瓜时切到了手指,我们马上就知道了--有血和疼痛。然而,对损伤的检测如何导致愈合在分子基础上知之甚少。虽然1型干扰素依靠信号因子STAT1和STAT2来调节对病原体的防御,但Fuchs实验室以前的研究表明,一种类似的转录因子被称为STAT3,在伤口修复过程中出现。两项研究的共同第一作者刘思齐希望追溯STAT3的途径,以了解其起源。IL24作为诱导伤口中STAT3激活的主要上游细胞因子脱颖而出。独立于微生物的作用研究人员与洛克菲勒大学的丹尼尔-穆西达实验室合作,在无菌条件下对小鼠进行研究,发现伤口诱导的IL24信号级联是独立于病菌的。但是,是什么伤害信号诱导了这一级联呢?伤口往往延伸到皮肤真皮层,那里有毛细血管和血管。"我们了解到,表皮干细胞能感知伤口的缺氧环境,"该实验室的研究员、该论文的共同第一作者YunHaHur说。当血管被切断并形成痂皮时,伤口边缘的表皮干细胞会缺氧。这种缺氧状态是细胞健康的警钟,并诱发了涉及转录因子HIF1a和STAT3的正反馈回路,放大了伤口边缘的IL24生产。其结果是表达IL24受体的各种细胞类型协调努力,通过替换受损的上皮细胞、愈合断裂的毛细血管和生成新的皮肤细胞的成纤维细胞来修复伤口。与纪念斯隆-凯特琳癌症中心的克雷格-汤普森小组合作,研究人员表明,他们可以通过改变氧气水平来调节Il24基因的表达。研究人员确定了表皮干细胞中组织修复途径的起源,然后研究了经基因改造后缺乏IL24功能的小鼠的伤口修复过程。如果没有这个关键蛋白,愈合过程是缓慢和延迟的,比正常小鼠需要更多天才能完全恢复皮肤。他们推测,IL24可能参与了以上皮层为特征的其他身体器官的损伤反应,上皮层起到保护作用。在最近的研究中,严重的COVID-19患者的肺上皮组织和溃疡性结肠炎(一种慢性炎症性肠病)患者的结肠组织中都发现了IL24活性的升高。Hur说:"IL24可能作为一种提示,在许多器官中发出需要进行损伤修复的信号。"与功能和进化有关Fuchs解释说:"我们的发现提供了对一个重要的组织损伤感应和修复信号通路的见解,该通路与感染无关。"与UT西南医学中心的进化生物学家QianCong进行的分析显示,IL24及其受体与干扰素家族有着密切的序列和结构同源关系。尽管它们可能并不总是每时每刻都在协调工作,但IL24和干扰素在进化上是相关的,并与细胞表面上相互靠近的受体结合在一起。研究人员怀疑,这些信号分子来自于一个共同的分子途径,可以追溯到我们的过去。研究人员认为,在数亿年前,这个祖先可能已经分化成两条途径--一条是病原体防御,另一条是组织损伤。也许这种分裂的发生是为了应对病原体和损伤的爆炸,这些病原体和损伤给地球上的生命带来了巨大的麻烦。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358007.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1358007.htm

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婴儿免疫力:新研究发现同时薄弱点和"秘密武器"

婴儿免疫力:新研究发现同时薄弱点和"秘密武器"新的研究揭示了为什么婴儿更容易受到呼吸道感染,并指出这与他们尚未成熟的记忆T细胞有关。然而,婴儿还拥有一种独特的防御机制--支气管相关淋巴组织(BALT),它能产生抗体对抗新的病原体,并在3岁前逐渐消失。领导这项研究的哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院免疫系统发育专家唐娜-法伯(DonnaFarber)博士说:"我们对免疫系统在整个生命过程中如何发育知之甚少,我们对儿童免疫系统发育的了解大多来自动物研究。但小鼠的发育比人类快得多,而且它们的免疫系统也与我们的免疫系统有些不同。"法伯的研究小组利用大量已故儿科器官捐献者的组织样本,确定了婴儿与成人免疫系统发育的不同之处。肺部和肠道中的免疫细胞需要一段时间才能成熟发表在《免疫》(Immunity)杂志上的一项研究发现,被称为记忆T细胞的特异性免疫细胞是在首次接触病原体后形成的,它们会在3岁前迅速在肺部和肠道中积累,并逐渐在血液和淋巴组织中积累。这些细胞能让年长的儿童和成人在下一次接触病原体时立即做出特异性免疫反应。但有一个问题。法伯说:"我们发现,幼儿的记忆T细胞功能尚未成熟,大约在4到6岁时才开始具有保护性免疫能力。这就解释了为什么与成人相比,婴幼儿更容易反复感染呼吸道疾病和其他传染病。"这些发现还可以解释为什么在儿童出生后的第一年向他们介绍食物可以预防严重的食物过敏。法伯说:"早期记忆T细胞比成熟记忆细胞更具耐受性,因此它们不会对新食物产生免疫反应。"秘密武器"保护婴儿免受新病原体感染虽然婴儿极易受到反复感染,但发表在《自然-免疫学》(NatureImmunology)上的第二项研究发现,婴儿有一种独特的方法来应对新的病原体。研究人员在婴儿的肺部发现了被T细胞包围的抗体生成B细胞群。这种支气管相关淋巴组织(BALT)在婴儿6至12个月大时形成,3岁后消失。法伯说:"BALT使肺部在T细胞记忆形成之前就能产生针对呼吸道病原体的抗体,但在儿童后期不再需要这些抗体时,它们就会消失。这种机制有助于幼儿应对生命早期遇到的多种不同的呼吸道病原体"。这也可以解释为什么与成人相比,幼儿对新的呼吸道感染(包括SARS-CoV-2)更有抵抗力。法伯说:"SARS-CoV-2是一种以前从未遇到过的病毒,我们发现50多岁和60多岁的人非常容易感染严重的COVID,但大多数接触过SARS-CoV-2的孩子都很好,很多甚至没有症状。这告诉我们,婴幼儿必须具备一些成年人不具备的适应能力,以应对新的病原体。"BALT也可能是一些儿童患上慢性哮喘和过敏症的原因。法伯说:"这些疾病的部分原因可能是BALT在儿童期异常持续存在,从而引发对某些抗原的过度反应。"法伯补充说,这项研究可能提供了一些线索,说明为什么鼻内COVID+19疫苗的早期试验在成人中没有显示出前景,而鼻内流感疫苗在儿童中往往效果更好。"可能是因为儿童的BALT结构可以在肺部启动新的抗体,所以这种疫苗在儿童中效果更好"。法伯继续说:"BALT提供了一些保护,但显然不能保护幼儿免受一切伤害。我们必须记住,在接种疫苗之前,三分之一的儿童在婴儿期死于传染病。因此,儿童疫苗对保护我们非常重要。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375611.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1375611.htm

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研究人员发现了一种愈合糖尿病伤口的新疗法

研究人员发现了一种愈合糖尿病伤口的新疗法研究人员揭示了一种利用干细胞外泌体治疗糖尿病伤口的突破性疗法。新研究强调利用缺氧骨髓间充质干细胞(BMSCs)的外泌体miR-4645-5p,有望通过增强角质形成细胞的自噬作用,实现更快、更有效的愈合。在最近发表于《烧伤与创伤》(Burns&Trauma)杂志的一项研究中,研究人员开创了一种比以往更快、更有效地愈合糖尿病伤口的新方法。他们的研究重点是使用一种名为外泌体的特殊颗粒,这种颗粒来自在低氧条件下生长的干细胞,即所谓的缺氧条件。这些外泌体含有一种强效分子miR-4645-5p,能显著促进伤口愈合。这项研究深入探讨了缺氧性骨髓间充质干细胞(BMSCs)外泌体作为糖尿病伤口新疗法的应用。研究聚焦于这些外泌体中发现的微RNAmiR-4645-5p,通过靶向MAPKAPK2通路,从而调节AKT-mTORC1信号级联,发现了它在促进伤口愈合方面的关键作用。hyBMSC-Exos对糖尿病伤口的治疗效果示意图。资料来源:《烧伤与创伤》这种抑制作用通过促进细胞健康、增殖和迁移,提高了角质形成细胞--伤口修复的主要参与者--的自噬能力。这项研究证明,缺氧BMSCs中富含miR-4645-5p的外泌体能显著加快糖尿病伤口的愈合,为操纵细胞环境以增强自噬的新再生医学策略铺平了道路,为改善糖尿病伤口护理的效果提供了一条前景广阔的途径。首席研究员YanShi博士说:"我们的发现为糖尿病伤口护理开辟了新天地。通过利用干细胞外泌体的力量,特别是在缺氧条件下,我们看到伤口愈合过程有了显著改善,为可能挽救生命的治疗打开了大门。"这项研究不仅揭示了干细胞介导伤口愈合背后的机制,还为开发糖尿病伤口以及其他疾病的治疗方法开辟了新途径。通过干细胞外泌体利用和调节干细胞愈合特性的能力,可带来更有效、更有针对性的疗法,减轻全球糖尿病伤口患者的负担。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428396.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428396.htm

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鳄鱼免疫系统中的秘密武器可以帮助应对人类真菌感染

鳄鱼免疫系统中的秘密武器可以帮助应对人类真菌感染科学家们首次发现了咸水鳄生理学中的一种独特成分,帮助其免疫系统识别和杀死真菌感染。正是这一点使它们能够在充满微生物和病原体的水域中无感染地生长,尽管在野外经常有因领土争端而留下的伤口。澳大利亚墨尔本拉特罗普大学的研究人员已经分离出一种独特的pH值感应机制,该机制由被称为防御素的小蛋白组成,可以检测到感染并提醒免疫系统。到目前为止,防御素的报警作用是这些爬行动物所独有的,在其他任何植物或动物中都没有被发现。这些发现为开发有效的、有针对性的人类真菌感染治疗方法提供了巨大的空间,由于抗生素耐药性的增加,真菌感染正变得越来越频繁。"鳄鱼有很好的抗真菌防御能力,"主要作者、拉筹伯大学的研究员ScottWilliams说。"我们解决了鳄鱼防御素的结构,它们看起来惊人地像人类的蛋白质,这意味着我们可以用它们作为模板来治疗人类的真菌感染。"防御素在20世纪80年代被发现,它是植物和动物免疫系统的一个组成部分,并帮助保护人们免受细菌和真菌等微生物病原体的侵害。研究主要集中在人类防御素上,但对这种蛋白质在许多其他物种中的作用却知之甚少。在咸水鳄中,防御素CpoBD13具有抗菌活性,可记录环境的pH值。它使动物的免疫系统能够识别哪个区域或细胞受到感染,然后攻击并杀死真菌病原体。"[鳄鱼]防御素能够根据pH环境改变其活性,因此我们可以设计其他防御素,根据感染的存在而关闭或开启,"Williams说。"一些治疗方法意外地作用于健康细胞,而这种机制可以帮助减少这些脱靶的影响,并集中于有害的东西。"研究人员认为他们的发现可能会导致开发具有pH值依赖性的合成防御素,可用于治疗人类的严重感染。该研究发表在《自然通讯》上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347559.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1347559.htm

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科学家揭秘儿童体内主动对抗COVID-19的秘密武器

科学家揭秘儿童体内主动对抗COVID-19的秘密武器为什么儿童和青少年感染严重的SARS-CoV-2病程比成年人少得多?德国癌症研究中心的科学家们现在发现,在感染前,儿童上呼吸道的免疫系统要比成人更加警觉和活跃,因此能够更好地抵抗病毒。感染SARS-CoV-2严重病程的危险因素很多,包括高血压、糖尿病、肥胖或原有心脏病。但最明显和最突出的严重病程风险因素是年龄。在COVID-19大流行期间,不到0.001%的受感染学龄儿童死于感染。随着年龄的增长,死亡率几乎呈指数增长,高龄者的死亡率超过了10%。虽然最初的病毒载量没有明显差异,但儿童和青少年的症状比成年人尤其是老年人少,病程也较短。儿童鼻黏膜的主动防御能力早在2022年,柏林夏里特医院(Charité)的柏林健康研究所(BIH)和德国癌症研究中心(DKFZ)的研究人员就迈出了重要的一步,以了解儿童对严重的COVID-19疾病具有显著抵抗力的原因:他们发现,健康儿童的鼻黏膜上皮细胞长期处于"高度戒备"状态。分子背景:儿童鼻黏膜细胞中通过RNA基因组识别病毒并启动干扰素反应的感应蛋白比成人丰富得多。因此,病毒一进入细胞,就能被迅速识别和抗击。但是,为什么儿童的鼻粘膜能更好地抵御SARS-CoV-2呢?为了回答这个问题,MarcoBinder和他在DKFZ的研究小组与来自BIH的同事一起,对健康儿童鼻腔粘膜的细胞组成进行了更详细的单细胞研究。DKFZ病毒学家的主要研究成果:与成人相比,儿童鼻腔粘膜中的免疫细胞数量明显增多。即使在健康、未感染的儿童中,单个免疫细胞也会产生更多的促炎细胞因子。免疫系统通过这些信使与粘膜细胞交流,刺激它们产生感应蛋白。"研究证明,这些细胞因子的低剂量存在会使气道上皮细胞处于高度警戒状态。然后,粘膜细胞通过提高病毒传感蛋白的产量来武装自己,使它们能够更快地对SARS-CoV-2感染做出反应"。儿童的保护机制因此,儿童似乎天生就有一种对呼吸道感染的强大保护机制,这种机制很可能也能抵御其他病毒。马可-宾德解释说:"然而,在大流行期间,这种区别尤为明显,因为每个人的免疫系统都是第一次接触这种冠状病毒。就普通感冒或流感等其他感染而言,成年人已经通过反复接触病毒建立了免疫记忆,有助于抵御病原体。因此,儿童较强的病毒防御能力的效果不再明显。"宾德还提到了另一个特别之处:"SARS-CoV-2在我们的细胞中繁殖速度极快,而且它还有很多伎俩来关闭细胞病毒报警系统的传感器。因此,婴儿保护机制对这种病原体尤为重要。对于其他呼吸道感染来说,儿童和成人之间的差别可能没有那么大"。这位科学家计划在未来的研究项目中进一步调查这个问题。"马可-宾德认为,可能值得探索针对SARS-CoV-2和其他呼吸道感染的预防策略。"这种方法可以模仿儿童粘膜组织的细胞组成,例如,通过吸入低剂量细胞因子制剂"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400821.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1400821.htm

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研究人员在墨西哥准确定位了一种根肿病病原体

研究人员在墨西哥准确定位了一种根肿病病原体多年来,研究人员和在线数据库都认为墨西哥是根肿病的故乡,这是影响十字花科植物如西兰花、卷心菜和甘蓝的主要疾病之一。然而在韦拉克鲁斯大学的MauricioLuna和LegnaraPadrón-Rodrguez领导的科学家团队戴上他们的侦探帽来确定根肿病病原体之前没有任何数据支持这一假设。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1328983.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1328983.htm

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研究人员确定导致糖尿病患者伤口愈合不良的机制

研究人员确定导致糖尿病患者伤口愈合不良的机制外泌体与人体的免疫和炎症反应有关。现在,匹兹堡大学的研究人员领导的一项新研究考察了外泌体在糖尿病患者中的作用,因为糖尿病患者的伤口愈合往往更慢,进展更快,增加了感染和其他严重并发症的风险。该研究的通讯作者之一钱丹-森(ChandanSen)说:"糖尿病患者的伤口愈合因过度炎症而受损。如果不及时治疗,这些不愈合的伤口或慢性伤口会导致截肢。美国每年有超过10万例与糖尿病有关的截肢,但通过进一步了解伤口愈合和开发新的疗法,我们的目标是降低这一数字。"研究人员从22名糖尿病患者和15名非糖尿病患者的慢性伤口负压绷带上收集液体。负压伤口疗法(NPWT)通过施加亚大气压来吸出液体和感染,从而促进伤口闭合。一种特殊的绷带被密封在伤口上,并连接到一个轻柔的真空泵上。森说:"这些绷带通常会被扔进垃圾桶,但伤口积液实际上是一种非常有价值的样本,它能反映整个伤口的情况,例如,如果伤口受到感染,积液中就会带有感染的痕迹。"研究人员对液体进行了分析,分离出了由角质形成细胞产生的外泌体,角质形成细胞是皮肤修复所必需的细胞。通常,当携带货物的外泌体从细胞中释放出来时,它们会被巨噬细胞吸收,巨噬细胞是协调伤口愈合的免疫细胞。他们发现,糖尿病患者体内的外泌体--他们称之为"二外泌体"--不仅携带不同的货物,而且糖尿病患者伤口液体中二外泌体的数量远远低于非糖尿病患者伤口液体中外泌体的数量,巨噬细胞吸收的外泌体数量也远远少于二外泌体。当非糖尿病患者的巨噬细胞与外泌体一起孵育时,它们会产生消除炎症的因子,这表明它们从外泌体中接收到了正确的"伤口愈合"信号。然而,当使用重外泌体重复实验时,巨噬细胞反而产生了促炎因子。森说:"如果外泌体中的信号是正确的,巨噬细胞就知道如何解决伤口的炎症问题。在糖尿病患者中,角质形成细胞和巨噬细胞之间的串联受到影响,因此巨噬细胞不断推动炎症,伤口无法愈合"。研究人员说,他们的发现为糖尿病的一个主要并发症提供了重要的见解,并可能提供一种治疗糖尿病的新方法。"外泌体促使伤口愈合级联出现偏差,从而影响炎症的消退,"森说,"而且这不仅限于伤口。由于外泌体在体内发挥多种功能,重外泌体可能在其他糖尿病并发症中发挥作用。这项研究开辟了一条新思路"。研究人员目前正在研究如何以二外泌体为靶标,改善糖尿病患者的伤口愈合。研究人员说,其中一种方法是消除重力自旋体中发生的化学修饰。另一种方法是分离糖尿病患者的外泌体,给它们装上缺失的"货物",然后再注入伤口组织。这项研究发表在《NanoToday》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383045.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1383045.htm

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