來源：奇點網，作者：孔劭凡

　　不知什么時候，海參、豬蹄等等富含膠原蛋白的食物，被打上了美容養顏的標簽。就連桃膠這種多糖組成的膠凍狀食品，都要蹭一下膠原蛋白的熱點，號稱自己也有美容的功能。至于幾乎是純的膠原蛋白的阿膠，更是被炒上了天價。

　　雖說打著膠原旗號的美容食品基本都是收智商稅的，但膠原美容這件事倒是真的。只不過這個補充方式嘛，倒不是說吃下去的蛋白質就絕對不能原樣吸收，但這個吸收效率，看看屢戰屢敗的口服胰島素制劑就知道了[1]。

　　近日，東京醫科齒科大學的 Nan liu 和 Emi K. Nishimura 等研究發現，各種損傷因素的作用下，皮膚中一種叫做 COL17A1 的膠原減少，導致了皮膚的衰老。而且他們還找到了能有效“補充” COL17A1 膠原，讓皮膚變得更為“年輕”的方法。相關研究發表在 Nature 上[2]。

桃之夭夭，灼灼其華。但要想靠桃膠來美容，也就只能指望安慰劑效應了

　　皮膚作為我們身體的第一道防線，替我們承受著外界的風吹日曬雨淋，而這些都會對皮膚造成損傷，加速皮膚的衰老[3]。不良飲食、糖尿病等內在因素也同樣會加速皮膚的衰老[4]。

　　衰老的皮膚厚度變薄，失去彈性，出現色素沉著，受傷后的愈合能力也大不如前。特別是其中 COL17A1 等構成半橋粒的膠原的減少，讓衰老的皮膚變得尤為脆弱[5]。

　　我們的皮膚包括了最外層由上皮組織構成的表皮，以及表皮內部結締組織組成的真皮和皮下組織。在表皮和真皮之間，有一層薄薄的基底膜。表皮最深處的基底細胞，就是靠著半橋粒牢牢的附著在基底膜上[6]。而一碰就起血泡的大皰性表皮松解癥，正是 COL17A1 等膠原的突變使得半橋粒失去了它的功能[7]。

　　除了把表皮附著在基底膜上，表皮最深處的這群基底細胞還是表皮其它細胞的來源，表皮的干細胞、祖細胞都在其中，對表皮的更新和損傷修復尤為重要。

表皮和真皮之間的就是基底膜

　　為了進一步研究皮膚的衰老，研究人員在小鼠尾巴皮膚上進行了試驗。與人類的皮膚一樣，小鼠尾巴上的皮膚也分層良好，衰老時同樣出現表皮細胞層數減少、基底細胞扁平化、細胞增殖活動減弱等現象。

　　除此以外，老齡小鼠尾部皮膚中，連接表皮和基底膜的半橋粒數量大幅下降。而對其中各種半橋粒組分的分析發現，與人類皮膚一樣，小鼠尾部皮膚中膠原 COL17A1 含量隨年齡增長而明顯下降。

　　接下來，研究人員測試了紫外線、電離輻射、過氧化氫等各種加速皮膚衰老的理化因素對皮膚中 COL17A1 水平的影響，發現這些能造成基因組損傷的因素，都能讓皮膚中 COL17A1 的水平下降。

敲除 COL17A1 使傷口愈合變慢，而過表達 COL17A1 促進了傷口愈合

　　而且，COL17A1 缺陷的小鼠皮膚，更容易衰老，傷口愈合能力下降，受到紫外線照射時更容易出現色素沉著。而 COL17A1 的過表達，也讓小鼠皮膚的傷口愈合能力更強，紫外線照射下更不容易出現色素沉著。

　　COL17A1 的水平跟基因損傷有關，那它會不會影響細胞的增殖呢？研究人員讓小鼠表皮細胞隨機表達了紅色、黃色、綠色或青色的熒光蛋白。在它們小時候，這些不同顏色的熒光細胞均勻地隨機分布在皮膚上。但老了后，這些小鼠的皮膚中，出現了大塊的單色區域。

年齡越老，色塊越大

　　更為重要的是，老年小鼠中，這些單色區域的大小，與 COL17A1 的表達水平正相關！

　　COL17A1 高表達的細胞具有競爭優勢！

　　進一步的研究發現，COL17A1 陽性細胞傾向于進行水平分裂（也稱對稱分裂），生成兩個同樣連接在基底膜上的新細胞，占據更多的空間。而 COL17A1 陰性的細胞更愛進行垂直分裂（也稱不對稱分裂），其中一個子細胞進入表層的皮膚。再加上 COL17A1 陰性的細胞半橋粒功能不好，與基底膜連接不牢，很容易被周圍 COL17A1 陽性的細胞擠出基底層。

　　這樣的競爭，淘汰了那些 COL17A1 水平低的不健康表皮細胞，留下來 COL17A1 高表達的健康細胞，讓我們的皮膚更為年輕。不過要是 COL17A1 高表達的細胞太少，產生的競爭壓力有限，就不能有效淘汰那些 COL17A1 陰性的細胞了。

　　過表達 COL17A1 可以減緩皮膚衰老，但要想在人類皮膚中進行這一操作明顯不太現實，研究人員轉而去尋找那些能增加 COL17A1 表達的化合物。

　　最終，研究人員找到了兩種化合物：Y27632 和羅布麻寧。在體外，它們都可以增加 COL17A1 的表達，讓表皮干細胞長出更多更大的克隆。而在體內，它們也都促進了傷口的愈合，起到了與過表達 COL17A1 相似的效果。

　　論文通訊作者 Nishimura 表示，這項研究最終可能會開發出面霜或口服藥物，以阻止皮膚衰老，促進修復：“我們將與制藥或化妝品公司合作，在臨床使用這些藥物。”

　　而接下來，他們還計劃在其它上皮組織組成的器官中，研究類似的細胞間競爭在衰老中的作用。

　　參考文獻：

　　1. Halberg I B, Lyby K, Wassermann K, et al. Efficacy and safety of oral basal insulin versus subcutaneous insulin glargine in type 2 diabetes: a randomised, double-blind, phase 2 trial[J]. The Lancet Diabetes & Endocrinology， 2019.

　　2. LIU N, MATSUMURA H, KATO T, et al. Stem cell competition orchestrates skin homeostasis and ageing[J]. Nature, 2019.

　　3. Kirkwood T. Ageing: too fast by mistake[J]. Nature, 2006, 444(7122): 1015.

　　4. Nguyen H P, Katta R. Sugar sag: glycation and the role of diet in aging skin[J]. Skin Therapy Lett, 2015, 20(6): 1-5.

　　5. Langton A K, Halai P, Griffiths C E M, et al. The impact of intrinsic ageing on the protein composition of the dermal-epidermal junction[J]. Mechanisms of ageing and development, 2016, 156: 14-16.

　　6. Fuchs E. Scratching the surface of skin development[J]. Nature, 2007, 445(7130): 834.

　　7. Floeth M, Bruckner-Tuderman L. Digenic junctional epidermolysis bullosa: mutations in COL17A1 and LAMB3 genes[J]. The American Journal of Human Genetics, 1999, 65(6): 1530-1537.

總結

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