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近日，纽卡斯尔大学的科学家团队在国际著名期刊《Nature》上发表了一项突破性的研究成果，首次绘制了人类产前皮肤的详细单细胞图谱。这项研究的目标是深入揭示人类皮肤的形成过程，以及解决与疾病相关的问题。
皮肤是人体最大的器官，面积可达两平方米，是保护性屏障，并能调节体温和自我再生。皮肤在子宫内的无菌环境中生长发育，所有毛囊在出生前便已形成。尽管出生后皮肤进入毛囊循环阶段，但不再生成新的毛囊。产前皮肤拥有独特的自我修复能力，不会留下疤痕。由于人类和动物模型之间存在明显的差异，研究皮肤发育机制存在重大挑战。作为人类细胞图谱计划的一部分，科学家重点关注了人类皮肤的形成机制。
此次研究中，研究人员利用单细胞测序和空间转录组技术对人类产前皮肤进行了详尽分析。他们从产前皮肤组织中提取样本，观察并解释了不同细胞在时间和空间上的变化过程。这些分析揭示了与皮肤和毛囊发育相关的细胞变化，并描述了人类毛囊形成的步骤，同时鉴别出与小鼠毛囊形成机制的差异。
研究团队还利用成体干细胞在实验室培养出能生长头发的类器官。通过类器官的分子特征与产前皮肤进行比较，研究发现这些类器官更接近于产前皮肤，而非成体皮肤。结果显示，血管并不会在类器官和产前皮肤中自然形成，但通过引入巨噬细胞后，血管形成得到了促进。研究人员使用3D成像技术解析了组织内的血管形成过程。
令人惊奇的是，这些通常被称为免疫细胞的巨噬细胞，不仅保护皮肤免受感染，还在皮肤早期形成过程中通过促进血管生长发挥重要作用。这一发现为改善其他组织类器官的血管化提供了新思路。研究还揭示了产前皮肤与成体皮肤的细胞差异，尤其是了解巨噬细胞在无疤痕自愈功能中的关键作用。这些理解可能会被应用于临床，以减少术后或受伤后疤痕的产生。
这篇研究不仅为人类皮肤和毛囊形成提供了一个分子蓝图，还可能为再生医学带来创新，尤其是在烧伤皮肤移植和治疗疤痕性脱发方面。研究表明，涉及先天性毛发和皮肤疾病的基因在产前就有表达，提示疾病的起源或许与胎儿期的发育相关。新开发的皮肤类器官为研究这些疾病提供了准确模型。
研究作者Elena Winheim表示，通过绘制的人类产前皮肤图谱，我们提供了首个分子“配方”，帮助揭示毛囊在出生前的发育过程，具备重要的临床应用潜质。再生医学和皮肤移植研究都可能因此受益。
科研人员指出，他们的研究为探索人类皮肤疾病和再生医学疗法提供了一项重要资源，未来可能帮助深入理解皮肤形成的关键步骤，并调查疾病发展的分子机制。
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