惊人发现：微生物组影响组织再生和修复(创面修复的创面愈合过程)

惊人发现：微生物组影响组织再生和修复

2016年09月05日讯 最近，美国Stowers医学研究所的研究人员发现，微生物组的构成，与宿主的免疫反应、机体的自愈能力之间，有一种明确的联系。

他们发现，涡虫微生物群落的一个急剧变化，可使得这种淡水扁虫失去它的再生能力。这种相同的变化在人类炎症性疾病中也曾被观察到，但是，之前科学家曾经尝试在较低等生物（如果蝇和斑马鱼）中模仿它，却被证明是失败的。

该研究结果发表在《eLife》杂志上，提供了一个有价值的模型，用于揭示控制免疫力和再生之间相互作用的基本分子机制，并可能指出新的治疗方法，来对抗严重的人类疾病，如慢性不愈合的伤口。

本研究资深作者、Stowers医学研究所和霍华德休斯医学研究所的Alejandro Sánchez Alvarado博士说：“这是第一个动物模型，将内生细菌的病理变化与再生抑制联系起来。我们知道，一些种类的细菌对我们的健康是至关重要的，其他种类的细菌则可能使我们很难从疾病中恢复过来。现在，我们可以研究微生物组不断变化的性质--和免疫系统响应这些变化的方式，是如何影响再生过程的自然执行的。”

长期以来，研究人员认为，免疫反应主要构成了有效组织再生和修复的一道屏障。然而，最近在各种不同生物中的研究表明，它可能对于促进这一过程也发挥着核心的作用。不过，是什么分子机制驱动了这些截然相反的结局，仍不清楚。

Sánchez Alvarado实验室一次突如其来的困境，提供了一个机会来剖析免疫系统的复杂双重性。实验室涡虫种群的一部分遭受了一次感染。受感染的动物在眼睛周围出现病变，这些病变越来越大，直到它们的整个头部退化。通常情况下，涡虫仅仅可以再生出一个新的头，但是感染却以某种方式挫败了它们的再生能力。

Sánchez Alvarado的研究团队和Stowers研究所开发了一种改进的水槽系统，能够循环和消毒培养基，从而使他们能够培养健康的涡虫，但是他们发现，当他们把蠕虫从该系统中取出来时，它们很快就又生病了。虽然大多数的实验室成员对这一发展感到挫折，这时，新的博士后研究助理Chris Arnold博士，采取了不同的角度。

Arnold说：“我认为这是个完美的诱导模型系统。我们可以选取健康的涡虫，当需要的时候从该系统中去除它们，并将它们放置在使其生病的其他条件下。令人惊讶的是，我们发现，当我们从该系统中取出涡虫时，它们出现了问题，我们可以成功地用抗生素治疗它们的组织退化。这表明，可能有细菌参与进来。”

Arnold想要确定有什么样的细菌生活在涡虫体内。他进行了一次细菌普查，发现涡虫的微生物组与人类有着惊人的相似性。当涡虫都是健康的时候，它们体内有大量的拟杆菌--一组有益的、支持性共生菌，和少量的变形菌--一组细菌包含一些危险的人类病原体。但是，当涡虫发展出病变时，他们经历了变形菌的大幅飙升，一些成员已被证明可引起人类消化性溃疡和胃癌。

研究人员怀疑这并不是细菌本身，而是免疫系统对“影响涡虫再生能力的细菌”所产生的反应。为了验证这一假设，Arnold使用了一种叫做RNA干扰的先进分子技术，来沉默免疫系统的核心部件。然后，他想探究每一个组件对“涡虫在感染过程中修复病变并再生头部的能力”有何影响。

研究人员发现，当他们阻断一个被称为TAK1激酶的基因时，涡虫能够从感染所致的损伤中得以恢复。他们着眼于与TAK1激酶相互作用的其他基因，包括TAK1通路的激活剂和抑制剂，并发现它们中的大多数也影响再生，但是只有在涡虫被感染的时候。

Sánchez Alvarado说：“我们的研究结果表明，在感染过程中有一些关于再生的特殊情况，不同于正常的再生。有一些基因在一种情况下可促进退化，而在另一种情况下，却促进再生。这是颠倒的，完全不同于我们所期望的。我们认为这一途径可能会采取行动清除感染的细胞，所以感染不能扩散到健康的组织。只有当我们阻断该通路时，我们才能即使在感染的情况下也能允许再生发生。”

Sánchez Alvarado说，在未来，我们有可能会开发出小分子，抑制这一免疫途径，以提高组织的修复和再生，不只是在一个像涡虫这样简单的生物体中，而且在更高等的生物（如人类）中也一样。然而，我们首先需要对这一途径中的激活剂和抑制剂，以及它们如何相互作用，了解更多。

Arnold说：“我们的医疗体系正在努力解决受损伤口愈合的情况。我们知道，细菌是治愈患者的障碍，而抗生素并不总是有效的，尤其是抗生素耐药性细菌的兴起。通过了解参与免疫应答的基因和途径，我们或许能够阐明决定一个生物体是否修复或试图再生的信号。也许，我们可以开发更有效的治疗方法。”

创面修复的创面愈合过程

创面愈合（Wound healing）是指由于致伤因子的作用造成组织缺失后，局部组织通过再生（Regeneration）、修复（Repair）、重建（Reconstruction），进行修补的一系列病理生理过程。本质上是机体对各种有害因素作用所致的组织细胞损伤的一种固有的防御性适应性反应。这种再生修复表现在丧失组织结构的恢复上，也能不同程度地恢复其功能。
然而，丢失的组织细胞的修复可以是原来组织细胞的“完全复原”-------称之为“再生”（Regeneration）；也可以是由非特异性的结缔组织增生来替代原有的组织细胞，形成“不完全复原” ----称之为“修复”（Repair），不过，这两种不同的结果，其过程却是相同的。创面愈合的基本知识再生(Regeneration)再生是对于丧失组织和细胞的补偿，因此是创面愈合的始动和基础。正常情况下，有些组织和细胞会不断地消耗、老化和死亡，又不断地由同种细胞分裂增生加以补充，称之为生理性再生（Physiological regeneration），如表皮的脱落与更新，又如血细胞周期性的凋亡与补充。其特征是再生后的细胞完全保持了原有的结构与功能，故称之为完全性再生（Complete regeneration）。而损伤所致的组织细胞丢失后的再生，称之为病理性再生（Pathological regeneration）或修复性再生。
当创面浅表、组织细胞丢失轻微，则可由同种组织细胞分裂增生来补充，使之具有同样的结构和功能，形成完全性病理性再生；见于表皮基底膜完整的创面如皮肤擦伤以及I度烧伤等。但当组织细胞缺失较多时，则机体修复时常由另一种替代组织 ------结缔组织来填补，使之失去原有组织的结构和功能，形成不完全性病理性再生。临床上绝大多数是这种类型的再生。创面愈合的过程创面愈合的基础是炎症细胞如巨噬细胞、中性粒细胞以及修复细胞如成纤维细胞、表皮细胞等的一系列生物学活动，同时，细胞基质也参与其中。 凝血期
从创面形成的一瞬间开始，机体首先出现的反应是自身的止血过程。这一过程包括一些非常复杂的生物学反应：v 先是创面周围的小血管、毛细血管等反应性收缩使局部血流量减少，即之而来的是暴露的胶原纤维吸引血小板聚集形成血凝块；v 随后血小板释放血管活性物质如5-羟色胺及前列腺素等，使血管进一步收缩，血流减慢，同时释放的磷脂和ADP将吸引更多的血小板聚集。v 最后，内源性及外源性凝血过程也将被启动。凝血过程结束后，机体即开始进行创面的愈合。 炎症期（Inflammation phase）
这一时期自创面形成开始的前2-3天。由于局部血管的收缩，导致局部组织缺血，引起组织胺（Histamine）和其他血管活性物质的释放，使创面局部的血管扩张；同时，因坏死组织，以及可能的致病微生物的存在，引发机体的防御反应（炎症反应）：免疫细胞如粒细胞和巨噬细胞向创面移动和集中。
一方面，粒细胞防止或吞噬入侵的细菌，另一方面，巨噬细胞吞噬消化坏死的组织细胞碎片，同时，组织细胞破坏后释放出来的自身蛋白溶酶也可以消化溶解坏死的组织细胞碎片，使创面清洁，以便启动组织的修复过程。巨噬细胞除吞噬消化组织细胞碎片外，同时也是刺激成纤维细胞增殖分化，合成胶原蛋白的关键因素。这一过程也被称为清创阶段（Debridement phase）。同时，创面会反应性地出现收缩，以期减少创面面积。临床上因这一时期的创面大多被黑色的坏死组织所覆盖，因此也被称为黑色期。而当这一层坏死组织被清除后，创面仍会被一层薄薄的腐烂失活组织所覆盖，使创面外观呈黄色，因此临床上分期时常将此时的创面称为黄色期。 修复期（Reconstruction phase）
这一时期又可以分为2个阶段：上皮再生（Epithelialisation）和肉芽组织形成（Granulation）。也称之为增生期（Proliferation）。这一时期约从创面形成后的2-24天。v 上皮细胞再生创面修复首先是创面周缘健存的基底细胞开始增生，并向中心部位移行。与此同时，基底细胞的增殖刺激创面基底部毛细血管和结缔组织的反应性增生。当创面被新生的上皮细胞覆盖后，创面外观呈粉红色，故而又称此时的创面为粉红色期。v 肉芽组织形成随后，基底细胞的增生刺激肉芽组织的生长。同时，巨噬细胞释放的生长因子如血小板衍生生长因子（PDGF），β转型生长因子（β-TGF）和α转型生长因子（α-TGF）等，加速肉芽组织的形成。肉芽组织的形成有着重要的生物学意义，主要表现在：
（1）填补组织的缺损
（2）保护创面，防止细菌感染，减少出血
（3）机化血块和坏死组织及其他异物由于新生健康的肉芽组织外观呈鲜红色，因此，临床上又将此时的创面称之为红色期。随着肉牙组织的不断形成，创面组织的缺失被填充，上皮细胞便从创面周缘向中心移行，最终使得创面得以完全被再生的上皮细胞覆盖。
创面愈合过程之成熟期（Maturation phase）然而，当创面被再生的上皮细胞完全覆盖后，创面的愈合过程并没有完全结束。这就是创面的成熟期。因为新生的肉芽组织和上皮细胞还需要进一步分裂分化、转型，使其力量增强，才最后使创面得以完全愈合。这一过程主要表现在以下2个方面：
（1）新形成的上皮细胞不断分裂，使表皮层增厚
（2）肉芽组织内部转型：形成的胶原纤维排列发生改变，使新生的结缔组织力量增加；同时，毛细血管数目减少，使创面局部颜色减退，接近于正常色。
这一过程需要的时间很长，常常超过1年。在创面愈合未完成成熟以前，创面仍然容易被再次损伤，由于表面上创面已经完全愈合，因此这一时期经常被患者和医务人员忽视。这就是为什么临床上，慢性创面常常发生在同一部位的原因。

脸部皮肤有自我修复能力吗

脸部皮肤是有自我修复功能的。

局部组织、细胞因某种致病因素的作用遭受损伤和死亡后，由邻近健康细胞的再生来修补，以恢复组织完整性的过程为组织修复。

理想的组织修复，是组织缺损完全由原来性质的细胞来修复，恢复原有的结构和功能。然而，人体各种组织细胞固有的增生能力有所不同。

若某种组织创伤不能靠原来性质的细胞修复，则由其他性质的细胞（常是成纤维细胞）增生来代替。其形态和功能虽不能完全复原，但仍能修复创伤（纤维组织-瘢痕愈合），有利于内环境稳定。

在生理情况下，有些细胞和组织不断老化、凋亡，由新生的同种细胞和组织不断补充，始终保持着原有的结构和功能，维持组织、器官的完整和稳定，称生理性再生。

如表皮的复层扁平细胞不断地角化脱落，通过基底细胞不断增生、分化，予以补充；月经期子宫内膜脱落后，又有新生的内膜再生；消化道粘膜上皮细胞每1～2天再生更新一次等。

扩展资料：

自我修复能力：

平时容易受损伤的、生理过程中经常更新的组织再生能力强。否则由反之。

1、再生力强的细胞 表皮细胞（如呼吸道、消化管和泌尿生殖器的粘膜被覆上皮）、淋巴细胞、造血细胞等，这些种类的细胞每时每刻都在进行衰老与新生，具有应对损伤的强大再生修复能力。

2、有较强再生力的细胞 各种腺体器官的细胞，如肝、胰、内分泌腺、汗腺、皮脂腺及肾小管上皮细胞等，，当受到损伤时，表现出较强的再生能力。腺体上皮细胞破坏后，由残留的上皮细胞分裂、补充。如果一个腺体小区完全被破坏，小区内的细胞全部坏死，该小区就不能被修复。属于此类的细胞还有血管内皮细胞、骨膜细胞等。

3、再生力微弱或无再生力的细胞 中枢神经细胞和神经节细胞再生很弱，遭损坏后极难恢复原有功能。心肌细胞再生能力极弱，损毁后均由纤维结缔组织代替,很难恢复原有的结构和功能。

参考资料来源：百度百科-自我修复

参考资料来源：百度百科-组织修复

参考资料来源：百度百科-细胞再生

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