科學家用新動物模型揭開「長痘」之謎……
原創編譯,轉載須註明來源!
早晨起來一照鏡子,哇塞!臉上竟然長出了一個痘。如果是強迫症「患者」,就必須立即把痘擠破。但遺憾的是,有的痘還會越擠越多,「野火燒不盡,春風吹又生」......這些惱人的痤瘡到底是什麼引起的呢?
雖然痤瘡是一種常見疾病,但其病因卻是個迷。長期以來,研究人員一直認為痤瘡是丙酸桿菌(P.acnes)引起的。其實,這些細菌在每個人的皮膚上都相當豐富,但並不是每個人都會引發痤瘡,或經歷相同程度的痤瘡。最近的基因測序結果顯示,並非所有的痤瘡丙酸桿菌都是相同的,它們存在不同類型的菌株,其中一些在痤瘡病變中大量存在,而另一些從未在痤瘡中發現。
儘管如此,痤瘡的研究和治療進展一直因缺少能複製人類情況的動物模型而受到阻礙。例如,當給小鼠注射痤瘡桿菌時不會引起其長期皮損,因為它們的免疫系統會迅速清除細菌。近日,美國加州大學聖地亞哥分校醫學院、Cedars-Sinai醫學院和加州大學洛杉磯分校(UCLA)的研究人員共同開發出一種新的小鼠模型,通過添加一種新的因子——人造皮脂,這種蠟狀的皮膚分泌物會在人類青少年時期增加,從而與人類的痤瘡非常相似。
這項研究於近日已發表在《JCI Insight》上。該模型使研究人員首次能夠對 「有益(與健康相關)」與「有害(與痤瘡相關)」 痤瘡丙酸桿菌進行直接比較,這比以前的研究都更接近於人類痤瘡的實際情況。
研究通訊作者、加州大學聖地亞哥分校醫學院兒科傳染病科的George Y. Liu博士說:「因為我們已經確切地知道這些菌株之間的基因差異,接下來我們可以確定痤瘡相關菌株是如何導致皮膚損傷的。這些信息將有助於我們開發抑制導致痤瘡因素的新型療法,或改變人體皮膚的化學平衡,使之有利於健康的菌株。」
Liu及其團隊使用在過去研究中發現的一個配方製備了合成油脂。這是一種簡單的混合物,由四種成分組成,包括脂肪酸、甘油三酯、蠟和角鯊烯(一種甾醇的前體化合物,如膽固醇和類固醇激素)。這些物質的比例與人類皮脂相似。小鼠也會產生皮脂,但其構成不同。
Liu說:「當我們開始研究這些細菌並檢查在過去多年中其他人一直使用的動物模型時,我們就認為是時候尋找更好的模型了。眾所周知,痤瘡通常發生在青春期。兒童皮膚與青少年皮膚存在什麼不同呢?是皮脂分泌增加!我們驚訝地發現,這個簡單的增加對我們研究痤瘡的能力有很大的影響。」
在接下來的研究中,研究人員對小鼠接種痤瘡丙酸桿菌,並每天對小鼠皮膚施用新鮮皮脂。如果沒有皮脂,小鼠產生的痤瘡很少,而且細菌會很快被清除掉。如果只有皮脂,也不會對皮膚造成影響。
但當Liu及其團隊對小鼠同時使用與痤瘡相關的痤瘡丙酸桿菌和皮脂時,他們觀察到了類似人類痤瘡的病變,而且細菌會存活數周。這些痤瘡丙酸桿菌還會引起皮膚炎症,這是通過一種叫做細胞因子的炎症分子水平升高來衡量的。
圖片來源:《JCI Insight》
然後,研究人員對與健康相關的痤瘡菌株也進行了同樣的試驗,這些菌株在人類痤瘡病變中沒有發現。在接種三天後,無論使用的哪種菌株,皮膚上的細菌數量仍然相同。但研究人員仍然可以通過對小鼠的觀察發現菌株之間的差異。以皮損面積大小、紅腫、乾燥和皮膚鬆弛程度情況來評價的話,由痤瘡相關的痤瘡丙酸桿菌引起的皮損比健康相關的菌株引起的皮損嚴重約兩倍。
與人類不同的是,這些實驗小鼠的基因是相同的。Liu說,這很重要,因為這意味著痤瘡嚴重程度的差異僅僅是因為菌株之間的差異,而不是小鼠對細菌先天反應的差異。
接下來,研究團隊希望改進其痤瘡小鼠模型,以便當細菌被局部施用時,也可以得到和皮下注射施用類似的效果。他們還將研究痤瘡丙酸桿菌所特有的基因,並確定人類皮脂是如何促進這些菌株生長的。
Liu說,這些信息可以幫助研究團隊更好地理解哪些人面臨著更高的痤瘡風險,以及如何開發針對促進痤瘡細菌因子或皮脂成分的個性化治療和疫苗。
中國生物技術網誠邀生物領域科學家在我們的平台上,發表和介紹國內外原創的科研成果。
本公眾號由中國科學院微生物研究所信息中心承辦
微信公眾號:中國生物技術網
※Nature:睡眠,或是最好的「速效救心丸」……
※拿論文賺錢的知網,正讓學術變成一樁生意
TAG:中國生物技術網 |