驚人發(fā)現(xiàn)：微生物組影響組織再生和修復(fù)(創(chuàng)面修復(fù)的創(chuàng)面愈合過(guò)程)

驚人發(fā)現(xiàn)：微生物組影響組織再生和修復(fù)

2016年09月05日訊 最近，美國(guó)Stowers醫(yī)學(xué)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)，微生物組的構(gòu)成，與宿主的免疫反應(yīng)、機(jī)體的自愈能力之間，有一種明確的聯(lián)系。

他們發(fā)現(xiàn)，渦蟲(chóng)微生物群落的一個(gè)急劇變化，可使得這種淡水扁蟲(chóng)失去它的再生能力。這種相同的變化在人類炎癥性疾病中也曾被觀察到，但是，之前科學(xué)家曾經(jīng)嘗試在較低等生物（如果蠅和斑馬魚(yú)）中模仿它，卻被證明是失敗的。

該研究結(jié)果發(fā)表在《eLife》雜志上，提供了一個(gè)有價(jià)值的模型，用于揭示控制免疫力和再生之間相互作用的基本分子機(jī)制，并可能指出新的治療方法，來(lái)對(duì)抗嚴(yán)重的人類疾病，如慢性不愈合的傷口。

本研究資深作者、Stowers醫(yī)學(xué)研究所和霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所的Alejandro Sánchez Alvarado博士說(shuō)：“這是第一個(gè)動(dòng)物模型，將內(nèi)生細(xì)菌的病理變化與再生抑制聯(lián)系起來(lái)。我們知道，一些種類的細(xì)菌對(duì)我們的健康是至關(guān)重要的，其他種類的細(xì)菌則可能使我們很難從疾病中恢復(fù)過(guò)來(lái)?，F(xiàn)在，我們可以研究微生物組不斷變化的性質(zhì)--和免疫系統(tǒng)響應(yīng)這些變化的方式，是如何影響再生過(guò)程的自然執(zhí)行的?！?/p>

長(zhǎng)期以來(lái)，研究人員認(rèn)為，免疫反應(yīng)主要構(gòu)成了有效組織再生和修復(fù)的一道屏障。然而，最近在各種不同生物中的研究表明，它可能對(duì)于促進(jìn)這一過(guò)程也發(fā)揮著核心的作用。不過(guò)，是什么分子機(jī)制驅(qū)動(dòng)了這些截然相反的結(jié)局，仍不清楚。

Sánchez Alvarado實(shí)驗(yàn)室一次突如其來(lái)的困境，提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)剖析免疫系統(tǒng)的復(fù)雜雙重性。實(shí)驗(yàn)室渦蟲(chóng)種群的一部分遭受了一次感染。受感染的動(dòng)物在眼睛周圍出現(xiàn)病變，這些病變?cè)絹?lái)越大，直到它們的整個(gè)頭部退化。通常情況下，渦蟲(chóng)僅僅可以再生出一個(gè)新的頭，但是感染卻以某種方式挫敗了它們的再生能力。

Sánchez Alvarado的研究團(tuán)隊(duì)和Stowers研究所開(kāi)發(fā)了一種改進(jìn)的水槽系統(tǒng)，能夠循環(huán)和消毒培養(yǎng)基，從而使他們能夠培養(yǎng)健康的渦蟲(chóng)，但是他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們把蠕蟲(chóng)從該系統(tǒng)中取出來(lái)時(shí)，它們很快就又生病了。雖然大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)室成員對(duì)這一發(fā)展感到挫折，這時(shí)，新的博士后研究助理Chris Arnold博士，采取了不同的角度。

Arnold說(shuō)：“我認(rèn)為這是個(gè)完美的誘導(dǎo)模型系統(tǒng)。我們可以選取健康的渦蟲(chóng)，當(dāng)需要的時(shí)候從該系統(tǒng)中去除它們，并將它們放置在使其生病的其他條件下。令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們從該系統(tǒng)中取出渦蟲(chóng)時(shí)，它們出現(xiàn)了問(wèn)題，我們可以成功地用抗生素治療它們的組織退化。這表明，可能有細(xì)菌參與進(jìn)來(lái)?！?/p>

Arnold想要確定有什么樣的細(xì)菌生活在渦蟲(chóng)體內(nèi)。他進(jìn)行了一次細(xì)菌普查，發(fā)現(xiàn)渦蟲(chóng)的微生物組與人類有著驚人的相似性。當(dāng)渦蟲(chóng)都是健康的時(shí)候，它們體內(nèi)有大量的擬桿菌--一組有益的、支持性共生菌，和少量的變形菌--一組細(xì)菌包含一些危險(xiǎn)的人類病原體。但是，當(dāng)渦蟲(chóng)發(fā)展出病變時(shí)，他們經(jīng)歷了變形菌的大幅飆升，一些成員已被證明可引起人類消化性潰瘍和胃癌。

研究人員懷疑這并不是細(xì)菌本身，而是免疫系統(tǒng)對(duì)“影響渦蟲(chóng)再生能力的細(xì)菌”所產(chǎn)生的反應(yīng)。為了驗(yàn)證這一假設(shè)，Arnold使用了一種叫做RNA干擾的先進(jìn)分子技術(shù)，來(lái)沉默免疫系統(tǒng)的核心部件。然后，他想探究每一個(gè)組件對(duì)“渦蟲(chóng)在感染過(guò)程中修復(fù)病變并再生頭部的能力”有何影響。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們阻斷一個(gè)被稱為T(mén)AK1激酶的基因時(shí)，渦蟲(chóng)能夠從感染所致的損傷中得以恢復(fù)。他們著眼于與TAK1激酶相互作用的其他基因，包括TAK1通路的激活劑和抑制劑，并發(fā)現(xiàn)它們中的大多數(shù)也影響再生，但是只有在渦蟲(chóng)被感染的時(shí)候。

Sánchez Alvarado說(shuō)：“我們的研究結(jié)果表明，在感染過(guò)程中有一些關(guān)于再生的特殊情況，不同于正常的再生。有一些基因在一種情況下可促進(jìn)退化，而在另一種情況下，卻促進(jìn)再生。這是顛倒的，完全不同于我們所期望的。我們認(rèn)為這一途徑可能會(huì)采取行動(dòng)清除感染的細(xì)胞，所以感染不能擴(kuò)散到健康的組織。只有當(dāng)我們阻斷該通路時(shí)，我們才能即使在感染的情況下也能允許再生發(fā)生?！?/p>

Sánchez Alvarado說(shuō)，在未來(lái)，我們有可能會(huì)開(kāi)發(fā)出小分子，抑制這一免疫途徑，以提高組織的修復(fù)和再生，不只是在一個(gè)像渦蟲(chóng)這樣簡(jiǎn)單的生物體中，而且在更高等的生物（如人類）中也一樣。然而，我們首先需要對(duì)這一途徑中的激活劑和抑制劑，以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔?，了解更多?/p>

Arnold說(shuō)：“我們的醫(yī)療體系正在努力解決受損傷口愈合的情況。我們知道，細(xì)菌是治愈患者的障礙，而抗生素并不總是有效的，尤其是抗生素耐藥性細(xì)菌的興起。通過(guò)了解參與免疫應(yīng)答的基因和途徑，我們或許能夠闡明決定一個(gè)生物體是否修復(fù)或試圖再生的信號(hào)。也許，我們可以開(kāi)發(fā)更有效的治療方法?！?/p>

創(chuàng)面修復(fù)的創(chuàng)面愈合過(guò)程

創(chuàng)面愈合（Wound healing）是指由于致傷因子的作用造成組織缺失后，局部組織通過(guò)再生（Regeneration）、修復(fù)（Repair）、重建（Reconstruction），進(jìn)行修補(bǔ)的一系列病理生理過(guò)程。本質(zhì)上是機(jī)體對(duì)各種有害因素作用所致的組織細(xì)胞損傷的一種固有的防御性適應(yīng)性反應(yīng)。這種再生修復(fù)表現(xiàn)在喪失組織結(jié)構(gòu)的恢復(fù)上，也能不同程度地恢復(fù)其功能。
然而，丟失的組織細(xì)胞的修復(fù)可以是原來(lái)組織細(xì)胞的“完全復(fù)原”-------稱之為“再生”（Regeneration）；也可以是由非特異性的結(jié)締組織增生來(lái)替代原有的組織細(xì)胞，形成“不完全復(fù)原” ----稱之為“修復(fù)”（Repair），不過(guò)，這兩種不同的結(jié)果，其過(guò)程卻是相同的。創(chuàng)面愈合的基本知識(shí)再生(Regeneration)再生是對(duì)于喪失組織和細(xì)胞的補(bǔ)償，因此是創(chuàng)面愈合的始動(dòng)和基礎(chǔ)。正常情況下，有些組織和細(xì)胞會(huì)不斷地消耗、老化和死亡，又不斷地由同種細(xì)胞分裂增生加以補(bǔ)充，稱之為生理性再生（Physiological regeneration），如表皮的脫落與更新，又如血細(xì)胞周期性的凋亡與補(bǔ)充。其特征是再生后的細(xì)胞完全保持了原有的結(jié)構(gòu)與功能，故稱之為完全性再生（Complete regeneration）。而損傷所致的組織細(xì)胞丟失后的再生，稱之為病理性再生（Pathological regeneration）或修復(fù)性再生。
當(dāng)創(chuàng)面淺表、組織細(xì)胞丟失輕微，則可由同種組織細(xì)胞分裂增生來(lái)補(bǔ)充，使之具有同樣的結(jié)構(gòu)和功能，形成完全性病理性再生；見(jiàn)于表皮基底膜完整的創(chuàng)面如皮膚擦傷以及I度燒傷等。但當(dāng)組織細(xì)胞缺失較多時(shí)，則機(jī)體修復(fù)時(shí)常由另一種替代組織 ------結(jié)締組織來(lái)填補(bǔ)，使之失去原有組織的結(jié)構(gòu)和功能，形成不完全性病理性再生。臨床上絕大多數(shù)是這種類型的再生。創(chuàng)面愈合的過(guò)程創(chuàng)面愈合的基礎(chǔ)是炎癥細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞以及修復(fù)細(xì)胞如成纖維細(xì)胞、表皮細(xì)胞等的一系列生物學(xué)活動(dòng)，同時(shí)，細(xì)胞基質(zhì)也參與其中。 凝血期
從創(chuàng)面形成的一瞬間開(kāi)始，機(jī)體首先出現(xiàn)的反應(yīng)是自身的止血過(guò)程。這一過(guò)程包括一些非常復(fù)雜的生物學(xué)反應(yīng)：v 先是創(chuàng)面周圍的小血管、毛細(xì)血管等反應(yīng)性收縮使局部血流量減少，即之而來(lái)的是暴露的膠原纖維吸引血小板聚集形成血凝塊；v 隨后血小板釋放血管活性物質(zhì)如5-羥色胺及前列腺素等，使血管進(jìn)一步收縮，血流減慢，同時(shí)釋放的磷脂和ADP將吸引更多的血小板聚集。v 最后，內(nèi)源性及外源性凝血過(guò)程也將被啟動(dòng)。凝血過(guò)程結(jié)束后，機(jī)體即開(kāi)始進(jìn)行創(chuàng)面的愈合。 炎癥期（Inflammation phase）
這一時(shí)期自創(chuàng)面形成開(kāi)始的前2-3天。由于局部血管的收縮，導(dǎo)致局部組織缺血，引起組織胺（Histamine）和其他血管活性物質(zhì)的釋放，使創(chuàng)面局部的血管擴(kuò)張；同時(shí)，因壞死組織，以及可能的致病微生物的存在，引發(fā)機(jī)體的防御反應(yīng)（炎癥反應(yīng)）：免疫細(xì)胞如粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞向創(chuàng)面移動(dòng)和集中。
一方面，粒細(xì)胞防止或吞噬入侵的細(xì)菌，另一方面，巨噬細(xì)胞吞噬消化壞死的組織細(xì)胞碎片，同時(shí)，組織細(xì)胞破壞后釋放出來(lái)的自身蛋白溶酶也可以消化溶解壞死的組織細(xì)胞碎片，使創(chuàng)面清潔，以便啟動(dòng)組織的修復(fù)過(guò)程。巨噬細(xì)胞除吞噬消化組織細(xì)胞碎片外，同時(shí)也是刺激成纖維細(xì)胞增殖分化，合成膠原蛋白的關(guān)鍵因素。這一過(guò)程也被稱為清創(chuàng)階段（Debridement phase）。同時(shí)，創(chuàng)面會(huì)反應(yīng)性地出現(xiàn)收縮，以期減少創(chuàng)面面積。臨床上因這一時(shí)期的創(chuàng)面大多被黑色的壞死組織所覆蓋，因此也被稱為黑色期。而當(dāng)這一層壞死組織被清除后，創(chuàng)面仍會(huì)被一層薄薄的腐爛失活組織所覆蓋，使創(chuàng)面外觀呈黃色，因此臨床上分期時(shí)常將此時(shí)的創(chuàng)面稱為黃色期。 修復(fù)期（Reconstruction phase）
這一時(shí)期又可以分為2個(gè)階段：上皮再生（Epithelialisation）和肉芽組織形成（Granulation）。也稱之為增生期（Proliferation）。這一時(shí)期約從創(chuàng)面形成后的2-24天。v 上皮細(xì)胞再生創(chuàng)面修復(fù)首先是創(chuàng)面周緣健存的基底細(xì)胞開(kāi)始增生，并向中心部位移行。與此同時(shí)，基底細(xì)胞的增殖刺激創(chuàng)面基底部毛細(xì)血管和結(jié)締組織的反應(yīng)性增生。當(dāng)創(chuàng)面被新生的上皮細(xì)胞覆蓋后，創(chuàng)面外觀呈粉紅色，故而又稱此時(shí)的創(chuàng)面為粉紅色期。v 肉芽組織形成隨后，基底細(xì)胞的增生刺激肉芽組織的生長(zhǎng)。同時(shí)，巨噬細(xì)胞釋放的生長(zhǎng)因子如血小板衍生生長(zhǎng)因子（PDGF），β轉(zhuǎn)型生長(zhǎng)因子（β-TGF）和α轉(zhuǎn)型生長(zhǎng)因子（α-TGF）等，加速肉芽組織的形成。肉芽組織的形成有著重要的生物學(xué)意義，主要表現(xiàn)在：
（1）填補(bǔ)組織的缺損
（2）保護(hù)創(chuàng)面，防止細(xì)菌感染，減少出血
（3）機(jī)化血塊和壞死組織及其他異物由于新生健康的肉芽組織外觀呈鮮紅色，因此，臨床上又將此時(shí)的創(chuàng)面稱之為紅色期。隨著肉牙組織的不斷形成，創(chuàng)面組織的缺失被填充，上皮細(xì)胞便從創(chuàng)面周緣向中心移行，最終使得創(chuàng)面得以完全被再生的上皮細(xì)胞覆蓋。
創(chuàng)面愈合過(guò)程之成熟期（Maturation phase）然而，當(dāng)創(chuàng)面被再生的上皮細(xì)胞完全覆蓋后，創(chuàng)面的愈合過(guò)程并沒(méi)有完全結(jié)束。這就是創(chuàng)面的成熟期。因?yàn)樾律娜庋拷M織和上皮細(xì)胞還需要進(jìn)一步分裂分化、轉(zhuǎn)型，使其力量增強(qiáng)，才最后使創(chuàng)面得以完全愈合。這一過(guò)程主要表現(xiàn)在以下2個(gè)方面：
（1）新形成的上皮細(xì)胞不斷分裂，使表皮層增厚
（2）肉芽組織內(nèi)部轉(zhuǎn)型：形成的膠原纖維排列發(fā)生改變，使新生的結(jié)締組織力量增加；同時(shí)，毛細(xì)血管數(shù)目減少，使創(chuàng)面局部顏色減退，接近于正常色。
這一過(guò)程需要的時(shí)間很長(zhǎng)，常常超過(guò)1年。在創(chuàng)面愈合未完成成熟以前，創(chuàng)面仍然容易被再次損傷，由于表面上創(chuàng)面已經(jīng)完全愈合，因此這一時(shí)期經(jīng)常被患者和醫(yī)務(wù)人員忽視。這就是為什么臨床上，慢性創(chuàng)面常常發(fā)生在同一部位的原因。

臉部皮膚有自我修復(fù)能力嗎

臉部皮膚是有自我修復(fù)功能的。

局部組織、細(xì)胞因某種致病因素的作用遭受損傷和死亡后，由鄰近健康細(xì)胞的再生來(lái)修補(bǔ)，以恢復(fù)組織完整性的過(guò)程為組織修復(fù)。

理想的組織修復(fù)，是組織缺損完全由原來(lái)性質(zhì)的細(xì)胞來(lái)修復(fù)，恢復(fù)原有的結(jié)構(gòu)和功能。然而，人體各種組織細(xì)胞固有的增生能力有所不同。

若某種組織創(chuàng)傷不能靠原來(lái)性質(zhì)的細(xì)胞修復(fù)，則由其他性質(zhì)的細(xì)胞（常是成纖維細(xì)胞）增生來(lái)代替。其形態(tài)和功能雖不能完全復(fù)原，但仍能修復(fù)創(chuàng)傷（纖維組織-瘢痕愈合），有利于內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

在生理情況下，有些細(xì)胞和組織不斷老化、凋亡，由新生的同種細(xì)胞和組織不斷補(bǔ)充，始終保持著原有的結(jié)構(gòu)和功能，維持組織、器官的完整和穩(wěn)定，稱生理性再生。

如表皮的復(fù)層扁平細(xì)胞不斷地角化脫落，通過(guò)基底細(xì)胞不斷增生、分化，予以補(bǔ)充；月經(jīng)期子宮內(nèi)膜脫落后，又有新生的內(nèi)膜再生；消化道粘膜上皮細(xì)胞每1～2天再生更新一次等。

擴(kuò)展資料：

自我修復(fù)能力：

平時(shí)容易受損傷的、生理過(guò)程中經(jīng)常更新的組織再生能力強(qiáng)。否則由反之。

1、再生力強(qiáng)的細(xì)胞 表皮細(xì)胞（如呼吸道、消化管和泌尿生殖器的粘膜被覆上皮）、淋巴細(xì)胞、造血細(xì)胞等，這些種類的細(xì)胞每時(shí)每刻都在進(jìn)行衰老與新生，具有應(yīng)對(duì)損傷的強(qiáng)大再生修復(fù)能力。

2、有較強(qiáng)再生力的細(xì)胞 各種腺體器官的細(xì)胞，如肝、胰、內(nèi)分泌腺、汗腺、皮脂腺及腎小管上皮細(xì)胞等，，當(dāng)受到損傷時(shí)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的再生能力。腺體上皮細(xì)胞破壞后，由殘留的上皮細(xì)胞分裂、補(bǔ)充。如果一個(gè)腺體小區(qū)完全被破壞，小區(qū)內(nèi)的細(xì)胞全部壞死，該小區(qū)就不能被修復(fù)。屬于此類的細(xì)胞還有血管內(nèi)皮細(xì)胞、骨膜細(xì)胞等。

3、再生力微弱或無(wú)再生力的細(xì)胞 中樞神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞再生很弱，遭損壞后極難恢復(fù)原有功能。心肌細(xì)胞再生能力極弱，損毀后均由纖維結(jié)締組織代替,很難恢復(fù)原有的結(jié)構(gòu)和功能。

參考資料來(lái)源：百度百科-自我修復(fù)

參考資料來(lái)源：百度百科-組織修復(fù)

參考資料來(lái)源：百度百科-細(xì)胞再生

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