科学家揭开皮肤坚韧之谜：细胞结构如搭扣

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欧洲科学家近日称，他们最近借助高分辨率显微镜成功观测到了人体的皮肤细胞结构，人体皮肤之所以会如此坚固而且有韧性，主要是因为皮肤细胞之间的结构有如人们常用的“维可牢”搭扣。

　　在12月6日出版的《自然》杂志上，欧洲分子生物学实验室的阿基里亚斯-弗兰加基斯公布了他们的这一最新发现。阿基里亚斯-弗兰加基斯称，科学家们使用低温电子断层摄影技术拍摄了一些细胞内部图片，首次向人们展示出了负责细胞与细胞连结的蛋白质。阿基里亚斯-弗兰加基斯说：“这是绝对是一个突破性进展。以前，我们从未从三维的角度近距离、高清晰地观察一个组织的生活原貌。今天，由于观察精度达到了一毫米的百万分之几，因此，我们对组织细胞粘着下分子间的相互作用又有了一个全新的认识——数十年来，科学家们一直为此争论不休。我们可以直接看到两个钙粘素之间的相互作用，从而解开人类皮肤坚固之谜：每个钙粘素既与并列细胞分子粘结，又与邻近的钙粘素粘结。这种粘结模式有点象特殊的维可牢，可以将细胞们紧紧粘合起来。”

　　迄今为止，科学家们了解细胞中蛋白质位置和相互作用的手段非常有限，要么依靠清晰度较差的光镜图像，要么依靠将蛋白质从其天然环境下移出的技术。而电镜技术通常要求使用化学制品处理组织，或者将组织涂上金属涂层，而这种步骤又会干扰样品的生活原貌。为此，弗兰加基斯及其研究组开发出了一种新技术，可以瞬间将细胞冷冻起来，在使用电镜技术成像前保持其生活原貌。通过使用低温摄影技术，科学家们就可以从各个方向对未经过处理的样品进行图像拍摄，然后将全部其输入计算机，绘制出精确的三维图像。运用这种技术，研究人员可以对蛋白质进行入微观察。这种蛋白质名为钙粘素，存在于细胞膜中，它们通过相互作用将细胞紧紧粘连在一起，因而对诸如心脏和皮肤等细胞和器官的完整以及细胞增殖极为重要。

　　科学家们还表示，他们已经成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的干细胞。这一成果有望使胚胎干细胞研究避开一直以来面临的伦理争议，从而大大推动与干细胞有关的疾病疗法研究。科学家们在研究中使用了基因重新编排技术，即向皮肤细胞中植入一组4个基因，通过基因重新编排，使皮肤细胞具备胚胎干细胞的功能。这种被改造过的细胞被称作“iPS细胞”。研究人员表示，对于这些仿制的“胚胎干细胞”，还需要深入研究，以比较它们和真正的胚胎干细胞在临床应用等方面是否有显著差异。他们认为，现在就停止人类胚胎干细胞研究还为时过早，而且“iPS细胞”离实际应用还有很长的距离。