《自然》：皮膚保護性誕生的深層機制得以揭示

一個人每分鐘要死亡3萬個最外層皮膚細胞，而新的細胞會前赴后繼地補上來，它們在人體表層構建出一道堅固的屏障，防止細菌入侵、機體脫水甚至癌癥發生。科學家針對小鼠的最新研究發現，一種miRNA分子協助皮膚細胞構建了這一保護層。該結果不但能夠加深人們對皮膚最初進化的理解，而且有望揭示健康細胞如何發生癌變。相關論文3月2日在線發表于《自然》雜志上。

圖片說明：在皮膚的外層，microRNA-203通過抑制p63蛋白分子（紅色）的活性，幫助細胞構建了堅固的保護屏障。而當該miRNA無法阻止p63工作時，細胞就會增殖（下圖）。（圖片來源：The Rockefeller University）

領導該項研究的是美國洛克菲勒大學哺乳動物細胞生物學與發育實驗室主任Elaine Fuchs，她同時也是霍華德?休斯醫學研究所的項目負責人。論文第一作者、Fuchs小組的Rui Yi表示，皮膚能夠表達數百種微小的RNA分子——miRNA，但其中有一個令他十分好奇，那就是microRNA-203。
 
Yi和Fuchs發現，隨著胚胎發育，microRNA-203的表達數量在兩天之內會發生快速飛躍——第13天才剛剛能檢測到，而到第15天就已經成為在皮膚中最大量表達的一個。在前13天中，小鼠皮膚主要是由未分化的干細胞組成，而兩天之后，這些干細胞脫離皮膚內層，開始分化成為組建最外層保護屏障的細胞。microRNA-203的表達“突變”與干細胞分化時間的精確吻合表明，它在這一過程中起到了某些作用。
 
為了確定microRNA-203的角色，研究人員需要先探明它的具體表達位置。結果發現，microRNA-203只在非常特化的皮膚類型——復層上皮組織（stratified epithelial tissues）中存在，而且僅位于該組織的外層。此外，研究還表明，該miRNA在人類、斑馬魚、雞等脊椎動物中的表達模式是相同的。
 
Yi說，“如果microRNA-203長期以來在多個物種的特定組織中進行表達，那就意味著它或許起著重要的作用。”Yi將小鼠分為兩組進行實驗，其中一組通過遺傳手段，使其能夠在皮膚內層中過早表達microRNA-203。而在另一組中，研究人員利用antagomir分子直接與在外層起作用的microRNA-203結合，從而關閉其功能。
 
研究發現，第一組中干細胞的增殖明顯比microRNA-203不表達時要少，直接結果就是小鼠形成的皮膚非常薄，幾乎不能成為有效的保護層。不過，研究人員注意到，干細胞喪失增殖能力并非由于microRNA-203的殺滅，而是由于它抑制了一種名為p63的蛋白分子的活性（p63蛋白主要作用就是保持細胞尤其是干細胞的增殖）。而在第二組中，外層干細胞增殖比在有microRNA-203表達時更多，原因正是由于它無法阻礙p63的努力工作。
 
Fuchs總結道，“我們發現microRNA-203的作用就是停止p63蛋白的翻譯。從上皮組織最內層的分化干細胞、向外移動的特化細胞直到皮膚表層，這是一個快速轉變過程。”
 
考慮到癌細胞內往往存在過量的p63蛋白，新的研究結論對于癌癥有很大的啟發意義。Fuchs表示，“下一步我們打算檢測microRNA-203的低水平表達是否能夠抑制癌細胞的生長。”（科學網 任霄鵬/編譯）
 
（《自然》（Nature），doi:10.1038/nature06642，Rui Yi, Elaine Fuchs）
 
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