医学进展
2018年09月号
医学进展

皮肤“记忆”伤害,能更快治愈下次创伤!

作者:黄希瑶

对第一次创伤的记忆,会使机体在第二次创伤事件中迅速采取应对措施。最近,Naik等人在《自然》杂志上报道,皮肤中的上皮干细胞(epithelial stem cells,EpSCs)通过维持第一次创伤时获得的长期染色质特征而具有这种能力。

从过去的经验中学习是进化的必胜策略,不仅发生在整个生物体层面,而且还体现在细胞层面。在脊椎动物中,记忆是适应性免疫细胞的“特长”,机体从而能够对同一病原体的第二次袭击作出更迅速的应答。最近,固有免疫细胞也被证明可以通过表观遗传重编程来记忆以前的攻击。
Naik等人现在已经证明,皮肤EpSCs同样能够获得长期记忆。为了研究炎症事件的持久后果,Naik等人用化学方法在皮肤上诱发了急性炎症,随后在30天后又诱发第二次创伤。将发生炎症与未发生炎症的皮肤进行比较,结果显示,发生炎症的皮肤的第二次创伤伤口能够更快愈合,这一现象与首次炎症刺激来源及是否存在免疫细胞无关。

研究发现,在第一次炎症事件中,EpSCs的染色质状态发生了改变。虽然大多数基因位点恢复到原来的状态,但大约有2000个基因位点在30天内保持染色质的开放构象,有些基因位点至少在180天内保持开放。大多数持续的染色质变化并没有伴随着相关基因的持续转录,这些基因只有在第二次创伤后才在转录上迅速上调。分子研究显示,这种快速愈合的能力依赖于炎症小体信号,并尤其依赖于Aim2基因,该基因在最初的炎症事件和随后的创伤中都明显上调。这种快速愈合的能力还依赖于Aim2下游靶点——Casp1和Il1b的激活。

炎症记忆对于二次攻击是有利的。然而,如果随后的攻击长时间不发生,维持记忆可能会浪费能量,并且记忆可能会丢失。这一逻辑可以解释为什么炎症相关的基因位点长期存在,但随着时间的推移而减少。在这种情况下,只有一小部分EpSCs会在皮肤中持续存在,变成“记忆”细胞,类似于免疫记忆细胞的情况。

EpSCs中炎症记忆的证实,使我们能够预见应用一种“疫苗接种策略”的可能性,即通过“炎症训练”来提高非免疫细胞对不同损伤的应对能力,从而实现疾病预防的目的。(作者:黄希瑶)

参考文献:Cell Stem Cell 2017;21:715-717

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