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皮膚細胞有獨立生理時鐘 日間傷口較快癒合

2017/11/9 — 17:46

資料圖片

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人擦傷了,最重要的是消毒包紮。不過最新刊於《科學轉化醫學》的研究顯示,何時擦傷也非常關鍵。修復傷口的成纖維細胞 (fibroblast) 原來會於日間較為活躍,並有自己獨立的晝夜節奏 (Circadian rhythm) 。研究團隊認為,如果醫院能作出配合盡量安排日間為病人做手術,他們所受的痛苦將會大為減少。

長久以來,生物學家與神經科學家都認為只有大腦有生理時鐘。在哺乳類動物中,生理時鐘相信位處於下丘腦 (hypothalamus) ,用以接收來自眼睛訊號的上視交叉核 (suprachiasmatic nucleus) 。不過近年研究顯示,人體其他部份如肺及肝的細胞也有自己的晝夜節奏,專家們對這些細胞如何推持一日 24 小時的時間表尚未有深入了解,但這些細胞均需要外部提示才會活動。

為了解皮膚細胞癒合情況會否受晝夜節奏影響,劍橋生物學家 John O’Neil 的研究團隊就研究了在傷口癒合上扮演重要角色的成纖維細胞。成纖維細胞會入侵傷痕於皮膚留下的空隙,為新皮膚生長奠定基礎。學者之前已知道這些細胞也有自己的活動時間,例如實驗室培養的細胞即使沒有來自大腦的主生理時鐘時,仍會於基因表達中表現出有節奏的振盪。

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O’Neil 團隊尋找成纖維細胞當中蛋白質每日的製造量起伏,並發現指示製造細胞骨架的肌動蛋白 (actin) 只在日間活動。這些蛋白會命令成纖維細胞進駐傷口,進行癒合過程。換句話說,受傷的時段會影響傷口癒合快慢。

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其後為了測試假設,團隊在培養皿培植成纖維細胞。他們發現日間被抓破的細胞比夜間的更快復合;在老鼠身上的實驗同樣發現日間造成的傷口更快癒合,而進駐傷口的成纖維細胞更是夜間的兩倍。

雖然研究未有直接在人體測試假說,但透過分析國際燒傷組織資訊庫的燒傷時間數據,團隊發現晚上燒傷的人平均康復時間比日間燒傷患者遲十一日。 O’Neil 指需要更多臨床測試才可確認假說,如果屬實,醫生可根據病人個人的生理時鐘,安排手術時間,以加快其康復進度。

團隊認為成纖維細胞對時間的反應,可能是演化適應的一種。因為人類在日間活動,有更大的機會受傷所以身體於日間反應較夜晚來得快。

來源:
Science, Daytime wounds heal more quickly than those suffered at night, 8 November 2017

報告:
Hoyle, N.P., Seinkmane, E., Putker, M. & et al. (2017). Circadian actin dynamics drive rhythmic fibroblast mobilization during wound healing. Science Translational Medicine  08 Nov 2017: Vol. 9, Issue 415, eaal2774. DOI: 10.1126/scitranslmed.aal2774

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho 

 

 

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