一个人每分钟要死亡3万个最外层皮肤细胞，而新的细胞会前赴后继地补上来，它们在人体表层构建出一道坚固的屏障，防止细菌入侵、机体脱水甚至癌症发生。科学家针对小鼠的最新研究发现，一种miRNA分子协助皮肤细胞构建了这一保护层。该结果不但能够加深人们对皮肤最初进化的理解，而且有望揭示健康细胞如何发生癌变。相关论文3月2日在线发表于《自然》杂志上。

 

领导该项研究的是美国洛克菲勒大学哺乳动物细胞生物学与发育实验室主任Elaine Fuchs，她同时也是霍华德•休斯医学研究所的项目负责人。论文第一作者、Fuchs小组的Rui Yi表示，皮肤能够表达数百种微小的RNA分子——miRNA，但其中有一个令他十分好奇，那就是microRNA-203。

 

Yi和Fuchs发现，随着胚胎发育，microRNA-203的表达数量在两天之内会发生快速飞跃——第13天才刚刚能检测到，而到第15天就已经成为在皮肤中最大量表达的一个。在前13天中，小鼠皮肤主要是由未分化的干细胞组成，而两天之后，这些干细胞脱离皮肤内层，开始分化成为组建最外层保护屏障的细胞。microRNA-203的表达“突变”与干细胞分化时间的精确吻合表明，它在这一过程中起到了某些作用。

 

为了确定microRNA-203的角色，研究人员需要先探明它的具体表达位置。结果发现，microRNA-203只在非常特化的皮肤类型——复层上皮组织（stratified epithelial tissues）中存在，而且仅位于该组织的外层。此外，研究还表明，该miRNA在人类、斑马鱼、鸡等脊椎动物中的表达模式是相同的。

 

Yi说，“如果microRNA-203长期以来在多个物种的特定组织中进行表达，那就意味着它或许起着重要的作用。”Yi将小鼠分为两组进行实验，其中一组通过遗传手段，使其能够在皮肤内层中过早表达microRNA-203。而在另一组中，研究人员利用antagomir分子直接与在外层起作用的microRNA-203结合，从而关闭其功能。

 

研究发现，第一组中干细胞的增殖明显比microRNA-203不表达时要少，直接结果就是小鼠形成的皮肤非常薄，几乎不能成为有效的保护层。不过，研究人员注意到，干细胞丧失增殖能力并非由于microRNA-203的杀灭，而是由于它抑制了一种名为p63的蛋白分子的活性（p63蛋白主要作用就是保持细胞尤其是干细胞的增殖）。而在第二组中，外层干细胞增殖比在有microRNA-203表达时更多，原因正是由于它无法阻碍p63的努力工作。

 

Fuchs总结道，“我们发现microRNA-203的作用就是停止p63蛋白的翻译。从上皮组织最内层的分化干细胞、向外移动的特化细胞直到皮肤表层，这是一个快速转变过程。”

 

考虑到癌细胞内往往存在过量的p63蛋白，新的研究结论对于癌症有很大的启发意义。Fuchs表示，“下一步我们打算检测microRNA-203的低水平表达是否能够抑制癌细胞的生长。”（科学网 任霄鹏/编译）

 

（《自然》（Nature），doi:10.1038/nature06642，Rui Yi, Elaine Fuchs）