皮膚由兩層主要結構組成。表皮是最外層，主要由角質(zhì)形成細胞構成，而更深的真皮層包含血管、神經(jīng)和結構性蛋白，如膠原蛋白，這些成分賦予皮膚強度和質(zhì)感。傳統上，人們認為真皮中的成纖維細胞在膠原蛋白的生成中起著(zhù)關(guān)鍵作用。

在人體中，膠原蛋白的形成發(fā)生在出生前后。以往的觀(guān)念是，成纖維細胞在皮膚膠原蛋白的生成中發(fā)揮著(zhù)獨特作用，而角質(zhì)形成細胞不參與。這一“人類(lèi)皮膚的膠原蛋白是由成纖維細胞產(chǎn)生”的說(shuō)法已成為皮膚研究領(lǐng)域的共識。

然而，近期《Nature Communications》期刊發(fā)布的一項開(kāi)創(chuàng )性研究挑戰了這一長(cháng)期信念。這項研究由岡山大學(xué)的科學(xué)家們進(jìn)行，利用一種廣泛用于皮膚學(xué)研究的透明皮膚生物——墨西哥鈍口螈（即水獺），揭示了真皮膠原蛋白形成的不同機制。

研究人員使用先進(jìn)的熒光顯微鏡技術(shù)，觀(guān)察了不同生長(cháng)階段的墨西哥鈍口螈皮膚，包括5厘米、8厘米、10厘米和12厘米這幾個(gè)階段。5厘米時(shí)，墨西哥鈍口螈的皮膚由角質(zhì)形成細胞的表皮和一層薄薄的、無(wú)成纖維細胞的膠原層組成，命名為共同層。隨著(zhù)墨西哥鈍口螈的成長(cháng)，膠原層逐漸加厚，成纖維細胞才開(kāi)始遷移進(jìn)來(lái)，最終在表皮下形成三個(gè)不同的真皮層：球狀層、海綿層和致密層。這些層具有獨特的膠原結構，與最初的共同層的膠原模式完全不同。

由于在成纖維細胞開(kāi)始貢獻膠原蛋白之前，膠原蛋白已然存在，研究團隊利用一種新穎的膠原標記技術(shù)來(lái)尋找膠原生成的來(lái)源。結果令人驚訝：強烈的熒光信號顯示，膠原蛋白纖維是由角質(zhì)形成細胞而非成纖維細胞生成的。“到目前為止，成纖維細胞被認為是皮膚膠原蛋白的主要貢獻者。所有有關(guān)美容科學(xué)和皮膚研究的努力都集中在成纖維細胞的調控上。但本研究要求我們改變觀(guān)念。我們明確指出，角質(zhì)形成細胞主要負責膠原蛋白的生成，”岡山大學(xué)環(huán)境、生命、自然科學(xué)與技術(shù)研究生院的博士生 Ayaka Ohashi表示。

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圖片信息：蠑螈是一種廣泛用于皮膚病學(xué)研究的動(dòng)物模型，因為它具有透明的“玻璃皮膚”。岡山大學(xué)研究人員的一項研究發(fā)現，保持良好皮膚質(zhì)地和外觀(guān)的健康膠原纖維是由稱(chēng)為角質(zhì)形成細胞的外層皮膚細胞產(chǎn)生的，而不是像以前認為的那樣由稱(chēng)為成纖維細胞的支持細胞產(chǎn)生，這些細胞有助于皮膚修復。

進(jìn)一步研究發(fā)現，角質(zhì)形成細胞在其下表面以有序的網(wǎng)狀結構排列產(chǎn)生膠原蛋白。隨后，具有格子狀結構和指狀突起的成纖維細胞進(jìn)入這個(gè)膠原層，對其進(jìn)行修改和增強。為了確認這一過(guò)程并非墨西哥鈍口螈所獨有，研究人員還調查了其他脊椎動(dòng)物模型，包括斑馬魚(yú)、小雞胚胎和哺乳動(dòng)物（小鼠）胚胎。他們的發(fā)現表明，角質(zhì)形成細胞驅動(dòng)的膠原生成是一種進(jìn)化上保守的機制。

了解出生前膠原蛋白的形成方式對于應對皮膚衰老和開(kāi)發(fā)新技術(shù)至關(guān)重要。“墨西哥鈍口螈能夠長(cháng)時(shí)間保持良好的皮膚質(zhì)地與外觀(guān)，這意味著(zhù)它們有一種永恒的青春。”岡山大學(xué)的Akira Satoh教授說(shuō)道。“這可能是因為它們在角質(zhì)形成細胞中持續生產(chǎn)膠原蛋白。而人類(lèi)在出生后無(wú)法維持這種膠原蛋白的生成。如果我們能夠弄清楚墨西哥鈍口螈如何保持角質(zhì)形成細胞在其整個(gè)生命周期中持續產(chǎn)生膠原蛋白，我們或許能夠實(shí)現一種類(lèi)似于墨西哥鈍口螈的長(cháng)青春。”

這一發(fā)現重新塑造了我們對皮膚生物學(xué)的理解，可能推動(dòng)再生科學(xué)、創(chuàng )傷修復和美容配方方面的突破。目前的護膚產(chǎn)品主要針對成纖維細胞的活動(dòng)，而未來(lái)的治療可能需要更注重刺激角質(zhì)形成細胞驅動(dòng)的膠原蛋白生成。

通過(guò)推翻數十年的傳統觀(guān)念，這項研究為護膚科學(xué)開(kāi)辟了新的時(shí)代，讓我們更接近實(shí)現持久年輕、富有彈性的肌膚的目標。

雜志：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-025-57055-7