|干细胞，让人类步入一个重生的年代
利用人类多能干细胞（iPSC）培养出的皮肤类器官 ， 经过4-5个月 ， 不但形成了皮肤特有的多层组织 ， 更重要的是包含了毛囊、皮脂腺和神经回路 ， 接近完整的真实皮肤 。
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动物实验显示 ， 这些皮肤类器官能够与小鼠表皮融合 ， 在伤口处形成平面皮肤 。研究人员相信 ， 这项发现不仅可以帮助科学家研究人类皮肤的发育 ， 更有望为那些受脱发、疤痕、皮肤损伤或遗传性皮肤病之苦的人带来革命性的治疗 。
01
每年30万人 ， 因皮肤损伤而死
皮肤是人体最大的器官 ， 也是人体第一道屏障 ， 时刻面临着被损伤的风险 。在世界范围内 ， 约２％的人正在忍受慢性皮肤伤口的病痛 ， 每年有30万人因皮肤损伤而致死 。
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▲毛囊、皮脂腺等“附件”对皮肤的功能十分重要
糖尿病、脉管炎、烧伤等疾病与外伤都有可能造成皮肤的大面积受损 。在皮肤大面积受损治疗时 ， 因病理或是外伤面积过大等原因无法实现皮肤正常愈合 ， 导致皮肤溃烂、感染而造成患者截肢、产生败血症等 。患者除了常规治疗与植皮外 ， 目前并没有一种特别有效的治疗手段加速皮肤的愈合 。
伤口愈合是一个非常复杂、由多种因素共同参与的过程 ， 包括炎症、增生和组织再塑等阶段 。大多数情况下 ， 现有治疗方法能实现伤口愈合的百分比仅为50％～60％ 。
现今 ， 在大量的临床试验表明下 ， 干细胞治疗可以加速伤口愈合 ， 并有望成为各种难以愈合的慢性伤口的替代疗法 。
02
小毛孔 ， 大挑战
皮肤 ， 是一种复杂的多层器官 ， 主要由表皮层和真皮层组成 ， 包括了毛囊、皮脂腺等各种附属结构 。它们对于皮肤的功能极为重要 ， 参与体温调节、体液维持、介导触觉及疼痛感知等各种过程 。如果没有这些附属结构 ， 皮肤也就难以正常地出汗、分泌油脂 ， 以及长出毛发 。
在超过40年的时间里 ， 包括表皮细胞和真皮细胞的培养系统被用于体外人体皮肤的研究或临床应用 ， 然而 ， 在这些系统中培养出功能性皮肤附属结构一直都是困难的 。
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此次研究 ， Karl R. Koehler教授团队利用类器官培养系统做出了突破 ， 利用人类多能干细胞 ， 培养出具有各种皮肤特征的结构 。
由于皮肤的表皮和真皮在发育时来源于不同的细胞类型 ， 为了从多能干细胞中培养出包括这两种成分的皮肤类器官 ， 研究人员仔细优化了培养条件 ， 分步添加生长因子 ， 先后诱导出表皮前体细胞和真皮前体细胞 。
这些细胞长成了球体 ， 并于70多天后 ， 球体中开始出现毛囊 ， 每个球体出现了近50个毛囊 。与此相关的皮脂腺、神经、肌肉和脂肪也逐渐发育 。经过4-5个月的培养期 ， 这些类器官具有明显的表皮层和真皮层 ， 而且含有毛囊、皮脂腺和紧密连接的神经回路 。
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体外皮肤类器官的基本实验流程
研究人员用单细胞RNA测序等方法分析了体外培养的皮肤类器官 。与胎儿标本比较来看 ， 这些皮肤类器官与18周的胎儿面部皮肤相似 。
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