人类皱纹是如何产生的?浦项科技大学科学家重现结构揭示其原理

bjylkjyxgs2个月前新闻资讯28
摘要:

浦项科技大学一个研究小组在体外复制了生物皱纹结构,确定压缩力和脱水等因素是关键。他们的研究可提供实时成像推动皮肤老化研究和再生疗法,在生物医学和美容研究领域应用广泛。

Wrinkled-Skin.jpg

由Dong Sung Kim教授、Anna Lee教授和Jaeseung Youn博士领导的POSTECH机械工程系研究小组成功地在体外复制了生物组织中的皱纹结构,揭示了皱纹形成的驱动机制。他们的研究成果于8月19日发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

皱纹通常与皮肤老化有关,但包括大脑、胃和肠道在内的许多器官和组织也有明显的皱纹形态。这些结构在调节细胞状态和分化方面发挥着关键作用,对各器官的生理功能做出了贡献。了解生物组织如何折叠和形成皱纹,对于理解生物体的复杂性至关重要,而不仅仅是美容方面的问题。这些知识对于推动皮肤老化、再生疗法和胚胎学等领域的研究至关重要。

尽管生物皱纹结构非常重要,但由于体外复制皱纹形成的局限性,该领域的大部分研究都依赖于果蝇、小鼠和鸡等动物模型。因此,活体组织中皱纹形成背后的详细过程在很大程度上仍不为人所知。

Wrinkled-Epithelium-Hydrogel.jpg

ECM 水凝胶层上的皱褶上皮对压缩反应的图像。资料来源:POSTECH

Dong Sung Kim 教授的研究小组通过开发一种完全由人类上皮细胞和细胞外基质 (ECM) 组成的上皮组织模型,解决了这一局限性。通过将该模型与能够施加精确压迫力的设备相结合,他们成功地在体外再现并观察到了通常在肠道、皮肤和其他组织中看到的皱纹结构。这一突破使他们首次能够复制由强大的压缩力引起的单一深层皱纹的分层变形,以及在较轻的压缩力下无数小皱纹的形成。

研究小组还发现,底层 ECM 的多孔结构、脱水以及施加在上皮细胞层上的压缩力等因素对皱纹的形成过程至关重要。他们的实验发现,使上皮细胞层变形的压缩力会导致 ECM 层内的机械不稳定性,从而形成皱纹。此外,他们还发现 ECM 层脱水是皱纹形成过程中的一个关键因素。这些观察结果与老化皮肤的影响密切相关,即下层组织层脱水导致皱纹形成,这为理解皱纹的形成提供了一个机械生物学模型。

Dong Sung Kim教授表达了这项研究的意义,他说:"我们已经开发出一种平台,可以在活体组织中复制各种皱纹结构,而无需进行动物试验。这个平台可以对细胞和组织层面的皱纹形成过程进行实时成像和详细观察,而传统的动物模型很难捕捉到这些过程。它在胚胎学、生物医学工程、化妆品等领域有着广泛的应用。"

编译自/ScitechDaily

相关文章

破解人畜共患病之谜:中世纪欧洲松鼠与麻风病之间的联系

破解人畜共患病之谜:中世纪欧洲松鼠与麻风病之间的联系

摘要:皮肤斑点、畸形鼻子、溃疡:麻风病是一种传染性疾病,会带来一些严重的症状。这种名为麻风分枝杆菌的细菌每年仍会感染约 20 万人,尤其是在全球南部地区,但它在欧洲也有悠久的历史。由古生物学家 Ver...

本年度最大满月10月17日天幕上演

本年度最大满月10月17日天幕上演

摘要:10月17日19时26分月球将迎来“望”,也就是满月时刻,而10月17日8时51分月球又过近地点。专家表示,这是今年满月时刻与月球近地点时刻最接近的一次,两者相差不到11个小时,于是这轮满月也就...

马斯克的星舰飞船获准进行第四次试飞

马斯克的星舰飞船获准进行第四次试飞

摘要:马斯克的SpaceX公司获得美国航空安全监管机构的批准,将发射其大型“星舰”火箭,进行第四次主要试飞。该公司正在努力使该型号火箭运行,并为定期太空旅行做好准备。美国联邦航空管理局(FAA)周二在...

航天六院推力最大液体动力点火试验圆满成功 四机并联超500吨

航天六院推力最大液体动力点火试验圆满成功 四机并联超500吨

摘要:中国航天科技集团六院自主研制的130吨泵后摆液氧煤油发动机完成四机并联点火试验,发动机总推力超过500吨!这是我国液体火箭动力史上推力最大、系统最复杂的一次发动机点火试验,也是首次大推力液氧煤油...

新研究发现怀孕期间食用鱼类可将儿童患自闭症的风险降低约20%

新研究发现怀孕期间食用鱼类可将儿童患自闭症的风险降低约20%

摘要:根据美国国立卫生研究院环境对儿童健康结果的影响(ECHO)项目资助的一项新研究,怀孕期间食用任何数量的鱼类都与自闭症谱系障碍(ASD)诊断风险(尤其是女性)降低约 20% 有关,同时也与儿童自闭...

日本化学家开发出自带发光特性的自愈材料

日本化学家开发出自带发光特性的自愈材料

摘要:日本理化学研究所可持续资源科学中心(CSRS)的一个研究小组成功开发出一种自修复材料,这种材料在吸收光线时还能发出大量荧光。这项研究成果发表在《美国化学学会杂志》(Journal of the...