白癜风是一种自身免疫性疾病,人体的免疫系统会攻击并破坏产生皮肤色素——黑色素的细胞,即黑色素细胞。一旦黑色素细胞消失,皮肤就会变白,形成该疾病典型的皮肤斑块。然而,白癜风的标准模型无法解释其一些不寻常的特征。一些白癜风皮损会重新出现色素沉着,而且治疗有时甚至能在缺乏黑色素细胞的区域恢复色素,这表明黑色素细胞可能并未被完全破坏。
由大阪公立大学特聘教授片山一郎和特聘副教授杨玲莉领导的研究团队发现,黑色素细胞并未从白癜风皮肤中完全消失,而是进入了一种“类去分化状态”——在这种状态下,成熟细胞恢复到更原始的形式,失去了许多专门功能,包括产生色素。
“这项研究揭示了白癜风发病的一种新机制,可能会改变我们治疗这种疾病的方法,”杨解释道。
The findings are published in Nature Communications.
The skin scaffold shifts
他们的研究进一步证明:细胞不只对化学信号作出反应,还会对它们物理上附着的东西作出反应。黑素细胞位于基底膜上,也就是分隔表皮和真皮的那层薄膜,而基底膜会发出指令,帮助它们保持产生色素的功能。
但在白癜风患者体内,黑素细胞周围的细胞外基质会被重塑。通常,黑素细胞与层粘连蛋白-211结合。但在白癜风患者中,基底膜变得富含层粘连蛋白-332。由于它们原本偏好的结合对象不再可用,黑素细胞就改变了附着方式。它们不再用原本偏好的附着介质肌营养不良蛋白聚糖,而是改用整合素α3β1来附着。
这些变化激活了细胞重塑过程中常见的那些通路。在这一过程中,细胞的肌动蛋白骨架会重新组织,基因表达发生改变,包括与未成熟黑素细胞状态相关的基因的表达也会改变。
这些发现提示存在一个自我强化的恶性循环:基底膜的变化驱动黑素细胞去分化,而去分化的黑素细胞越来越难以维持健康的基底膜,进一步促进疾病进程。
该过程可逆转的迹象
“这个发现让我们很兴奋,因为目前大多数治疗主要侧重于抑制自身免疫攻击和减轻炎症,但如果病灶里还有休眠的黑素细胞,这可能会改变我们治疗这种病的方式,”片山说。“或许可以开辟新的治疗途径,比如重新激活现有细胞,或者恢复它们与基底膜的正常附着。”
当研究人员使用药物抑制剂来靶向这个黏附开关激活的信号通路时,他们能够让成熟黑素细胞标志物重新表达,色素沉着相关基因的表达也恢复了,并逆转了去分化样表型的许多特征,也就是让细胞重新看起来更像正常黑素细胞。
“这是我们研究里很让人兴奋的一点,因为它表明基因表达的变化不是永久性的,而且这一过程可能是可逆的,”杨解释道。
“我们发现药物能够恢复黑素细胞功能和色素沉着相关特征。下一步是做临床研究,看看这种方法能不能成为控制这种病的可行办法。”
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