在药物和化妆品测试中,由人类干细胞培育的皮肤层可以取代动物
由国王大学伦敦和旧金山的资深事务医疗中心(SFVAMC)领导的国际团队开发了第一个实验室生长的表皮 - 最外层的表皮 - 具有功能性渗透性屏障,类似于真正的皮肤。从人类多能干细胞生长的新表皮,为测试药物和化妆品提供了一种经济高效的替代实验室模型,并且还可以帮助为稀有和常见的皮肤障碍开发新的疗法。
表皮是人体皮肤的最外层,在身体和其外部环境之间形成保护界面,防止水从进入逃逸和微生物和毒素。组织工程师未能将表皮生长出药物检测所需的功能障碍,并且在生产中,通过可以从单一皮肤种植的细胞数量的大规模药物筛选生产体外(实验室)模型活检样品。
这项新研究发表在该杂志上干细胞报告,描述了人类诱导的使用多能干细胞(IPSC)生产无限的纯角质形成细胞供应 - 皮肤最外层的主要细胞类型 - 与人类产生的角质形成细胞紧密匹配胚胎干细胞(hESC)和来自皮肤活检的原发性角质形成细胞。这些角质形成细胞随后被用于在高湿度到低湿度的环境中制造3D表皮等效物,以建立功能性的渗透性屏障,这在保护身体免受水分流失以及防止化学物质、毒素和微生物的进入方面至关重要。
一项由iPSC、hESC和来自皮肤活检的原始人类角质形成细胞(皮肤细胞)生成的表皮当量的比较显示,与正常人类皮肤的最外层相比,它们的结构或功能特性没有显著差异。
SFVAMC团队领袖,狄奥多拉Mauro博士说:“能够获得一个无限数量的基因相同的单位可以用来研究一系列条件,皮肤的屏障缺陷是由于突变基因参与皮肤屏障的形成,如鱼鳞癣(皮肤干燥,片状)或过敏性皮肤炎。我们可以利用这个模型来研究皮肤屏障是如何正常发育的,在不同的疾病中屏障是如何受损的,以及我们如何刺激它的修复和恢复。”
伦敦大学国王学院团队的领导者Dusko Ilic博士说:“我们的新方法可以用于培养更多的实验室培养的人类表皮当量,从而可以扩大规模用于药物和化妆品的商业测试。”人类表皮等效物代表不同类型的皮肤也可以生长,这取决于来源干细胞使用,因此可以根据研究一系列皮肤不同人群的状况和敏感性。”
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