一项新的模型用于探索表皮更新。日内瓦大学（UNIGE）的一项研究表明，蛋白质白细胞介素-38（IL-38）通过一种意外的机制形成凝聚物，这些凝聚物是皮肤更新的主要驱动因素。白细胞介素-38中两个相邻半胱氨酸的氧化激活了一个氧化还原开关，暴露出易于聚集的序列，从而驱动淀粉样蛋白的形成。© Rémi Jeandenand
目前，表皮更新的机制仍不完全清楚。白细胞介素-38（IL-38）是一种参与调节炎症反应的蛋白质，可能成为改变这一领域的关键。日内瓦大学的一个团队首次观察到这种蛋白质在角质形成细胞（表皮细胞）中以凝聚物的形式存在。靠近表皮表面的角质形成细胞中，IL-38在这些聚集物中的含量更高。这一过程可能与程序性角质形成细胞死亡的启动有关，这是表皮中的一个自然过程。这项研究发表在《细胞报告》杂志上，可能会为人类表皮及其疾病的研究带来新的视角。
表皮是皮肤的最外层，保护身体免受外部侵害。表皮的更新依赖于位于其最底层的干细胞，这些干细胞不断产生新的角质形成细胞。这些新细胞随后被推向表面，在此过程中分化并积累蛋白质凝聚物。一旦到达表皮顶部，它们会经历程序性死亡（角化），形成一层死细胞的保护屏障。
“这些结果可能有助于更好地理解某些皮肤病背后的病理机制。”日内瓦大学医学院副教授兼该研究的主要调查员 Gaby Palmer-Lourenço 解释道，“表皮如何不断自我更新已经得到了充分的记录。然而，推动这一过程的机制仍未完全理解。”
白细胞介素-38是一种小的信使蛋白，负责细胞间的通信。它以其在调节炎症反应中的作用而闻名，之前在角质形成细胞中的存在被认为与维持皮肤免疫平衡有关。“在活体角质形成细胞中，我们发现IL-38形成了凝聚物，这是一种具有特定生化功能的特殊蛋白质聚集物，这种行为以前未知。”Gaby Palmer-Lourenço 回忆道。更令人好奇的是，角质形成细胞越接近表皮表面，这些凝聚物中的IL-38含量越高。
血液供应在表皮下方的皮肤层停止，因此基底层角质形成细胞的氧气供应比直接暴露在空气中的顶层要少。尽管氧气对于维持细胞功能是必要的，但它也会通过形成自由基引起氧化应激，这些活性分子对细胞构成威胁。“我们能够在实验室条件下证明，氧化应激确实导致了IL-38的凝聚。”日内瓦大学医学院博士后研究员 Alejandro Díaz-Barreiro 证实道。“我们的结果表明，随着我们接近表皮表面，氧气浓度的增加促进了蛋白质凝聚物的形成，指示角质形成细胞进入细胞死亡的正确位置。”Gaby Palmer-Lourenço 进一步解释道。这一假设为解码表皮更新机制提供了新的线索，也可能有助于更好地理解某些皮肤病（如银屑病或特应性皮炎）的病理机制。这些问题将在未来的研究中进一步探讨。
Alejandro Díaz-Barreiro 已经开始着手下一步：“在我们之前使用的模型中，氧化应激的影响是在单层角质形成细胞中人为诱导的，这与皮肤中的实际情况不同。因此，我们正在开发一个新的实验系统，将氧梯度应用于体外重建的人类表皮。在这个模型中，只有皮肤表面会暴露在周围空气中，而其他层则受到保护。这将使我们能够详细研究氧化应激对表皮更新的影响。”通过允许对人类细胞进行更精确的分析，这个新系统将为经常用于皮肤生物学和疾病研究的动物模型提供替代方案。
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