最近的一项研究显示，紫外线辐射会改变人体皮肤的微观结构，尤其是对胶原蛋白的影响，从而使皮肤变得更加强韧。这项研究深入揭示了长期暴露在阳光下的人皮肤呈现”皮革状”的生物学原因。
人们普遍认为，长期暴露在阳光下最终会使皮肤变硬。想想农民、公路工作人员和其他长时间在户外工作的人，或者在夏天经常去日光浴室或海滩的人的”皮革样”皮肤吧。
然而，尽管有这些观察结果，但很少有研究能从生物学层面解释为什么会出现这种情况–直到现在。
宾汉姆顿大学的研究人员最近在《生物医学材料力学行为杂志》上发表了一项研究，探讨了紫外线辐射如何改变人体皮肤的微观结构。尤其受影响的是胶原蛋白，这种纤维状蛋白质将我们全身的组织、肌腱、软骨和骨骼结合在一起。
宾汉姆顿大学生物医学工程系副教授盖伊-格尔曼（Guy German）说：”我们不想在这里加入’不要出去晒太阳’的恐惧因素。但长时间在紫外线照射下确实会使皮肤变硬，并导致致癌风险升高。”
Thomas J. Watson 工程与应用科学学院生物医学工程系的博士生 Abraham Ittycheri、21 岁的博士 Zachary Lipsky 和助理教授 Tracy Hookway 与 German 一起领导了这项研究。
这项新研究建立在 German 和 Lipsky 之前研究的基础上，之前的研究主要针对皮肤表层的角质层。这一次，宾汉姆顿大学的研究小组比较了不同程度紫外线照射前后的全厚皮肤样本。
Ittycheri 说：”表征皮肤材料特性的一种方法是对皮肤进行机械拉伸测试。如果皮肤很容易拉伸，那么它就相对顺从，但如果拉伸要困难得多，你就可以说它要坚硬得多。我的实验是想看看紫外线的单独影响是什么，并与皮肤不接触紫外线的情况进行比较。”
研究人员发现，随着皮肤吸收更多的紫外线辐射，皮肤中的胶原纤维会更紧密地排列在一起，从而导致硬度增加，组织更难断裂。德国人认为这与交联老化理论有关，该理论认为随着时间的推移，不良分子键的积累会导致细胞功能障碍。
今年早些时候，Hookway因对心脏细胞的研究获得了美国国家科学基金会”CAREER奖”，她认为心脏细胞和皮肤细胞处理损伤的方式有相似之处，尽管它们的功能截然不同。
她说：”我们的身体在任何组织受到某种损伤时都会有这种自然反应，这种损伤很可能发生在角质层。首先，无论哪里出现某种削弱，都必须由组织的其他部分进行补偿，否则就会出现灾难性的衰竭。当你发生心肌梗塞时，心脏也会发生同样的情况–你会留下疤痕，你的心脏将不再以同样的方式工作。”
她补充说，有时身体的反应会让你活下去，但并不一定是好的结果，可能会导致以后出现其他医疗问题。弄清这一切发生的机理，可以让未来的医生把反应引向更健康的方向。
在这项研究之后，伊蒂切利、格尔曼和胡克维之间的进一步合作已经在酝酿之中。我们的皮肤是人体最大的器官，也是抵御微生物和其他外界侵袭的第一道防线，因此如何维护甚至加强皮肤显然是有益的。
“任何对皮肤正常过程的破坏都会对我们的整体生活方式造成极大的危险和损害，”Ittycheri 说。”这还没有涉及到美容方面的问题，当一个人的皮肤不好看时，他对自己的看法就会受到挑战。”
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近日，一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“Epidermal mutation accumulation in photodamaged skin is associated with skin cancer burden and can be targeted through ablative therapy”的研究报告中，来自昆士兰大学等机构的科学家们通过研究发现，几乎没有明显雀斑和瑕疵的皮肤仍然可能会携带诱发癌症的日照破坏的DNA突变。文章中，研究人员调查了在“看起来正常”的皮肤中所发现的突变数量与个体过去皮肤癌的数量之间的关联；相关研究结果表明，澳大利亚人群在其看起来正常的皮肤中也携带着大量的突变。
研究者Ho Yi Wong说道，我们从37名皮肤癌患者机体的前臂提取了皮肤组织进行研究，这些患者经常会暴露于太阳下，相比国外的类似研究而言，其在看起来正常的皮肤中所携带的突变数量平均是前者的4-5倍。较高的突变水平可能是由于澳大利亚的自燃险水平是英国和欧洲的2-4倍。接下来，研究人员对相同年龄和性别的人群进行了匹配，其机体的皮肤癌数量并不相同。
看似正常的皮肤或许也隐藏着大大的患癌风险。
图片来源：Science Advances (2023). DOI:10.1126/sciadv.adf2384
研究者表示，一组参与者携带很多皮肤癌，而另一组则在过去5年里很少或并未发生皮肤癌，而且研究者发现两组之间有45%的差异，那些拥有更多皮肤癌的患者前臂中的突变数量要多得多。大约三分之二的澳大利亚人都会在其一生中患上皮肤癌，而昆士兰人群患诸如基底细胞癌和鳞状细胞癌等常见皮肤癌则在全球占据领先地位。Kiarash Khosrotehrani教授表示，这些研究发现在一定程度上或许能解释为何携带单一皮肤癌的个体在机体相同区域患其它皮肤癌的机会要高得多。
这些研究发现还表明，如果能减少看起来正常的皮肤中突变的水平，研究者就能降低这些新发皮肤癌的风险；而且研究者发现，激光疗法和磨皮术或能“擦掉”皮肤突变并减少机体患皮肤癌的风险，但这种方法并不适用于所有人。激光和磨皮术往往难以大规模实施，而且价格较为昂贵，这就是为何研究人员需要寻找新方法的原因，下一步他们还会进一步深入研究探索其它能减少患者机体皮肤突变负担的方法。
综上，本文研究结果表明，机体的突变负担或许与角质细胞皮肤癌负担直接存在强相关性，同时其还有望作为一种新型潜在靶点来帮助科学家们开发有效预防后期患者患角质细胞皮肤癌的新方法。
原始出处：
HO YI WONG,RUBY C. LEE,SHARENE CHONG, et al. Epidermal mutation accumulation in photodamaged skin is associated with skin cancer burden and can be targeted through ablative therapy, Science Advances (2023). DOI:10.1126/sciadv.adf2384
来自： 生物谷