细胞生长的影像解释了皮肤移植的成功，也有助于了解癌症

如何保持皮肤健康和愈合伤口是一个复杂的问题。维持皮肤需要精确数量的细胞分裂来取代皮肤表面脱落的细胞。细胞分裂过多会导致癌症，而细胞分裂过少会导致溃疡。伤口愈合需要短暂的细胞爆发来填补皮肤上的缺口。最新研究表明，所有分裂的皮肤细胞都可以在两种概率游戏模式之间切换，因此具有维护和治愈皮肤的潜力，挑战了只有稀有干细胞才重要的观点。

理解游戏规则不仅解释了如何皮肤它能自我维护并治愈伤口，还能展示皮肤移植的工作原理，并提出改变规则可能导致癌症的建议。

观察人类皮肤细胞实时分裂的高清电影，发现它们玩两种类型的骰子游戏，一种是维持，另一种是伤口修复。在维持游戏中，生成和脱落的几率是平衡的，子细胞继续分裂或停止分裂并迁移到皮肤表面．这些概率使皮肤保持平衡。然而，靠近伤口的细胞会暂时切换到修复游戏中，产生分裂细胞的几率会提高9倍，从而确保快速愈合。

剑桥大学威康信托基金会桑格研究所和MRC癌症小组的高级小组组长菲尔·琼斯博士说:“这项研究表明，分裂人类皮肤细胞可以在这两种维护或修复模式之间切换它们的行为，挑战了长期以来的观点，即皮肤更新和愈合依赖于一种特殊的干细胞群体。”

为了进行皮肤转换的调查，研究人员拍摄了3000多部现场影像影片人体皮肤细胞文化上的分裂。图像显示，单个细胞在修复模式下呈指数增长，直到它们产生多层细胞片，之后行为切换到维持模式。然而，这只是故事的一半。

桑格研究所的论文作者乔安娜·福勒博士说:“通过以平衡模式抓挠细胞薄片，并观察刮痕附近的细胞，我们发现它们转变为伤口愈合模式，直到刮痕再次闭合。”“细胞可以根据需要在两种状态之间来回切换，证明这些行为是可逆的。”

由于烧伤或溃疡无法愈合而导致的皮肤损失可能是致命的，皮肤移植手术被用来替代烧伤或受损的皮肤。在实验室里，可以从非常小的皮肤斑块生长出大片的皮肤，这可以挽救严重烧伤患者的生命。

“作为整形外科医生，几十年来，我们一直在从烧伤患者身上种植皮肤以挽救生命。单个皮肤细胞可以形成直径一厘米或更大的一块，而许多这些细胞加在一起可以形成一整片皮肤。然而，直到现在我们还不能解释这是如何起作用的，”第一作者、剑桥大学MRC癌症小组剑桥癌症中心临床研究员Amit Roshan博士说。“这项研究解释了皮肤细胞培养是如何扩大的，并可能进一步改善临床伤口愈合。”

当它们的邻居消失时，这些细胞似乎能感知到，从维持状态切换到伤口愈合:一旦它们再次被细胞包围，它们就会切换回来。抑制细胞信号蛋白ROCK2激酶可以阻止细胞从扩张模式切换回平衡模式，这表明细胞信号是完成转换所必需的。为了进一步证实两种模式博弈，研究人员发现了两种模式博弈之间的基因表达差异伤口愈合以及平衡的细胞数量。

“这些发现对理解癌症有很大的意义，癌症细胞有太多分裂的子细胞。突变可能会改变游戏规则，使骰子朝有利于细胞分裂的方向倾斜，从而导致癌症。”菲尔·琼斯博士说，“所有分裂的皮肤细胞它们是相同的，但可以改变它们的行为，这将帮助我们理解与癌症相关的DNA变化如何改变细胞行为。”