貽貝粘液提供無疤癒合新方法,大鼠實驗成功

(圖:Iolanda Astor)

科學家利用貽貝分泌的一種天然黏性物質,與其他兩種分子結合,做成一種凝膠,用於防止傷口癒合過程中瘢痕的形成。大鼠實驗證明,這種含有貽貝粘液的凝膠可以完全阻止瘢痕形成,效果出色。研究人員將繼續進行臨床實驗,以期該技術儘早為人類服務。

「抱團」的膠原蛋白——瘢痕

愛美人士對膠原蛋白(collagen)想必不陌生。青春年少的人們皮膚通常充滿彈性,這正是膠原蛋白的功勞。正常皮膚中,膠原蛋白纖維之間呈「方平組織」(basket-weave)樣排列,經緯交錯。由於膠原蛋白具有傑出的伸張能力,因而皮膚看起來緊緻而有彈性。

然而,在瘢痕組織中,膠原蛋白不再交錯排列,而是平行排列,因而在外觀上有別於正常皮膚,呈現塊狀。

膠原蛋白纖維的排列方式影響皮膚的外貌(圖:WikiMedia)

無疤癒合

清楚了瘢痕的內部構造,我們自然會想到,如果讓傷口在癒合過程中保持膠原蛋白交錯排列,豈不是就可以不長瘢痕了?這正是該研究的思路。

阻止瘢痕形成的一個方法是使用核心蛋白聚糖(decorin),但它的物理結構複雜,合成困難,因此臨床上並未使用。

為了解決這個難題,韓國浦項工科大學的 Hyung Joon Cha 教授研究組合成了一種「簡化版」的核心蛋白聚糖。他們將一小段核心蛋白聚糖、一種膠原蛋白結合分子和貽貝分泌的粘液結合起來,做出一種合成凝膠。

在隨後進行的大鼠實驗中,對照組和實驗組的大鼠皮膚上都帶有較深的 8 毫米傷口,但在後續的癒合過程中,對照組沒有經過凝膠處理,而實驗組大鼠的傷口上,則一直覆蓋著凝膠。

核心蛋白聚糖結構複雜,難以合成(圖:Ergo-Log)

實驗結果表明,這種凝膠不僅可以讓大鼠傷口癒合得更快,還可以完全阻止瘢痕形成。而對照組大鼠癒合得慢,並且長出了厚厚的紫色瘢痕。

在顯微鏡下觀察時,經過凝膠處理的傷口不僅恢復了正常的膠原蛋白排列,而且長出了毛囊、血管、油脂腺及其他在瘢痕中不會出現的結構。

Cha 教授解釋說,凝膠中的核心蛋白聚糖片段帶負電荷,因此它可以促進正常的膠原蛋白生長。在這種情況下,膠原蛋白纖維更容易交錯排列,而不是隨意地黏在一起。

對照組(上)和實驗組(下)的實驗結果(圖:Biomaterials)

應用前景

南澳大利亞大學 Allison Cowin 教授表示,現有的除瘢療法,如硅凝膠、類固醇、壓迫繃帶、冷凍和激光療法,都無法完全去除瘢痕,效果都不是很理想。

對於 Cha 研究組的成果,Cowin 評價道,如果能在人體上重複出來,將是瘢痕醫療一個重大的喜訊。

但同時也應了解,人類皮膚比較緊緻,而大鼠皮膚鬆散,更容易癒合,瘢痕形成較少。用在人體上時,這種新合成的凝膠可能不如大鼠實驗那樣有效。

Cha 教授說,下一步他們將在豬隻上進行實驗,因為豬的皮膚與人類更為相似,將提供更有價值的參考數據。

 

參考資料:

  1. Jeon, E. Y., Choi, B., Jung, D., Hwang, B. H., & Cha, H. J. (2017). Natural healing-inspired collagen-targeting surgical protein glue for accelerated scarless skin regeneration. Biomaterials, 134, 154-165. doi:10.1016/j.biomaterials.2017.04.041
舒超
明日科學編輯,科大生命科學學院研究生,目前努力畢業中。做實驗之餘,喜歡讀書寫字,學習語言。鐘情中國古典文學。希望有朝一日走遍天下,增廣見聞。