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皮肤滑嫩的关键,竟是脂肪细胞

2019年01月13日 09:05:46  来源:新浪  编辑:滑稽

为什么随着年龄增长皮肤不再弹嫩?图片来源:pixabay

来源:环球科学ScientificAmerican

拥有一张弹嫩的脸蛋是大多数人梦寐以求的事,但是随着年龄增长,不得不接受的现实就是逐渐衰老的外表。近期中国科学家发现了幼儿皮肤饱满嫩滑的秘密,这种年轻外表最关键的因素就是脂肪,并且其与个体的天然免疫力相关,这项研究发表在了《免疫》( Immunity)上。

厦门大学张凌娟课题组近期研究发现了真皮层成纤维细胞转变成脂肪细胞的分子机制,这种转变过程中的不成熟脂肪可以让你的皮肤看起来更年轻,更饱满,同时脂肪成熟的过程可以分泌一种被称作cathelicidin的抗菌肽来抵抗细菌感染,它是婴幼儿免疫系统抵抗金黄色葡萄球菌极重要的免疫分子。这种不成熟脂肪正是婴儿皮肤看起来光滑饱满的主要原因,这种转换过程会随着人类年龄的增长逐渐停止。

张凌娟课题组成员。图片来源:厦门大学新闻网

“我们发现随着岁月变迁,皮肤会逐渐丧失这一能力,并且和某些信号通路相关,”Richard Gallo表示,他是加州大学圣地亚哥分校皮肤学研究室的主任,同时也是本文的通讯作者,“成纤维细胞转化成的脂肪细胞不仅改变了皮肤应对感染的能力,同时也会直接改变皮肤外观。”

前排友情提示:多吃脂肪不能恢复婴儿肌肤。想通过增加体重来重获年轻并不现实,因为增重并不能促使真皮成纤维细胞转化成脂肪细胞,同时体重过高会影响人体抗感染的能力,因此可以说是适得其反。

不可小觑的脂肪组织

脂肪组织是充斥在器官和其他组织之间的一系列松散的脂肪细胞集合,它们能够能维持正常的结构和代谢功能。人们会下意识认为脂肪组织就是脂肪,但是其内容物却远不止脂肪一种。人体内的脂肪组织主要包括棕色和白色脂肪组织,白色脂肪细胞内含有脂质液滴,通过胶原纤维彼此相连;棕色脂肪细胞则相对较小,棕色是因为细胞内含有大量的线粒体,因此棕色脂肪组织主要负责体内供能和组织血管形成。这些脂肪组织可以轻易在皮肤底下找到,它们保护着身体,减少外部冲撞对组织和器官的影响。

皮肤为体内环境提供了一层天然的物理屏障和免疫屏障,而真皮白色脂肪组织(dWAT)又是整个皮肤屏障中最后一道防线,从2011年开始相继出炉了多篇有关dWAT的报道,综合来看dWAT绝对不像以往认为的只有能量储存和隔热那么简单。Festa在2011的研究发现这种白色脂肪组织会直接影响毛囊的再生;随后Schmidt和Plikus等多项研究都发现其在伤口愈合中起到关键作用;其余更多文献还指向了dWAT在皮肤纤维化、抵抗皮肤感染等多种过程中的协调功能。

在婴幼儿体内都是由真皮成纤维细胞(dFB)先变成不成熟脂肪,然后在刺激下变成包括dWAT在内的成熟脂肪组织,因为年龄小的个体皮肤饱含不成熟的脂肪,外表看上去总是饱满,弹嫩。当然这种不成熟脂肪可不只是为了让人体看着嫩,其在小孩天然免疫系统中起着重要作用。

白色脂肪组织。图片来源:study.com

婴儿的天然屏障

金黄色葡萄球菌是人类皮肤和软组织感染最主要的致病菌,其中最可怕的是这种细菌很容易出现耐药性,其每年在美国造成的死亡人数超过两万,远超其他病原体位居第一。网状真皮中包含有大量具分化能力的真皮成纤维细胞,它们是不成熟脂肪细胞(前体脂肪细胞)的主要供给来源。金黄色葡萄球菌在侵入皮肤后会迅速引起快速的前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞转化,这一过程被称作脂肪生成。在这一反应过程,前体脂肪细胞会分泌大量的cathelicidin抗菌肽来抵抗金黄色葡萄球菌,这种抗菌肽对于抵御细菌扩散至关重要。

张凌娟教授早在2015年发表在Science上的研究就发现,阻止前体脂肪细胞抗菌肽的生成过程后,会显著提升金黄色葡萄球菌感染的能力,这说明抗菌肽对抵御细菌是有重要作用的。大体来说,天然免疫系统会随着年龄增加逐渐减弱,最强盛的时期是在胎儿后期以及刚出生后。在最新的研究中,张教授发现,随着小鼠年龄增加,个体皮下cathelicidin的产量在不断下降,同时随着年纪增大,不成熟脂肪数量也在不断减少。这种减少主要是作为来源的真皮成纤维细胞的数量下降,以及脂肪细胞转化能力大打折扣造成的。

“婴儿皮下有很厚的一层不成熟脂肪,不但让婴儿皮肤看起来丰满有弹性,这层脂肪还有很重要的免疫防护功能,尤其是在婴儿的获得性免疫还没有发育完全时,这个脂肪层对保护婴儿皮肤不受某些病原体的感染起了非常重要的作用。” 张教授表示,衰老过程中皮肤脂肪逐渐消失,不但使皮肤在外观上失去弹性,也让我们失去了来自皮下脂肪细胞的天然抗菌功能。

不成熟脂肪减少的秘密

既然不成熟脂肪都减少了,那么成熟脂肪细胞的量肯定也会同时下降,研究显示白色脂肪组织和纤维化的标志物都会随着小鼠年龄的增加而减少。在小鼠胚胎期14天时并没有很多白色脂肪,但是小鼠刚出生后1天,皮肤内的dWAT数量急速升高,并在3周后开始逐渐下降,2年周龄的小鼠皮肤几乎没有白色脂肪组织。

绿色代表的是dWAT,随着小鼠年龄增加,dWAT在不断减少。图片来源文献。

随后,为了探究这背后的深层分子机制,研究团队将不同年龄断的小鼠皮肤进行了RNA测序。根据之前的实验结果,dWAT会在小鼠出生2月后失去脂肪生成能力,因此作者按照胚胎期、刚出生、出生后3周和2月等多个时间点收集了小鼠皮肤。最后经过多种测序和分析手段,锁定了一个在生物学中非常经典的信号通路——TGF-β信号通路。

最明显的结果是,随着dFB抗菌能力和转变成脂肪细胞能力不断下降,TGF-β信号处于不断激活状态,“TGF-β的激活让真皮成纤维细胞选择朝纤维组织发展而不是脂肪组织。”作者写道,在对TGF-β下游基因进行检测时,分析显示与纤维化的基因极大提升,而脂肪化的基因则受到了抑制。在验证实验中,研究者激活了新生小鼠真皮成纤维细胞中TGF-β的表达,结果与年龄增长的结果一致,它们脂肪细胞的生成能力大幅减弱,同时cathelicidin的表达量也同时下降。这种情况下,金黄色葡萄球菌变得不再“害怕”新生的真皮成纤维细胞,开始恢复生长活力。

同时,在年长的老鼠中抑制TGF-β之后,真皮成纤维细胞重新转变成了脂肪细胞,产生了更多的白色脂肪组织,同时cathelicidin的表达也有所提升。这种随着年龄增长而丢失白色脂肪组织的现象,并不只是出现在小鼠中,研究团队在分析人类皮肤样本时观察到了一模一样的结果。“随着年龄增大,真皮成纤维细胞不再变成不成熟脂肪了,而这层脂肪原本会让人看起来更年轻。”文章的通讯作者Gallo表示。

看到这里,有读者或者会想:为了获得美貌吃胖一点不就好了?但是这么做非但不能使皮肤变嫩,反而会增加细菌感染和患糖尿病的风险。因为使皮肤嫩弹的是不成熟脂肪,肥胖只会让脂肪细胞趋于成熟,结果是既减少了皮肤的抗菌能力,又让皮肤老化得更快。

想在人体中通过直接切断TGF-β信号通路更是不可取的措施,要知道其作为演化过程中极为经典和重要的通路影响着胚胎生成、癌症调节、基质形成以及免疫反应各种重要功能,通过调节免疫细胞的增殖、分化、激活来维持整个免疫系统的平衡,从而让免疫细胞在抵御病原和癌细胞的同时不会攻击自身,为了获得不成熟脂肪而断然阻断TGF-β通路只会得不偿失。

尽管皮肤的这种天然免疫在不断减弱,但在文献中,作者观察到随着年龄增长,骨髓来源的免疫细胞分泌在不断提升,或许这也是人体生长过程中的一种免疫代偿作用。TGF-β的升高让你失去了cathelicidin和饱满的皮肤,但是却让你开启了更强大的免疫系统来抵御外界有害病菌,这也符合所有生命的生存之道。自然不会在意你鲜嫩的外表,毕竟活下去才是自然选择的唯一标准。

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