我們的皮膚可以「記住」炎症

對第一次創傷的記憶，會使機體在第二次創傷事件中迅速採取應對措施，從而更快癒合傷口。最近，Naik等人在《自然》雜誌上報道，皮膚上皮幹細胞（epithelial stem cells，EpSCs）通過維持第一次創傷時獲得的長期染色質特徵而具有這種能力。

然而，這種記憶也可能有不利的影響，比如導致某些炎症性疾病（如銀屑病）的複發。

在銀屑病中，皮膚細胞的生命周期加快，導致皮膚出現鱗屑和瘙癢。這項新發現可以幫助科學家找出一種方法來減緩皮膚的快速應答並控制病情。

從過去的經驗中學習是進化的必勝策略，不僅發生在整個生物體層面，而且還體現在細胞層面。在脊椎動物中，細胞記憶與適應性免疫細胞有關，機體能夠對同一病原體的第二次襲擊作出更迅速的應答。最近，固有免疫細胞也被證明可以通過表觀遺傳重編程來記憶以前的攻擊。

Naik等人現在已經證明，皮膚EpSCs同樣能夠獲得損傷的長期記憶。為了研究炎症事件的持久後果，Naik等人用化學方法在皮膚上誘發了急性炎症，隨後在30天後又發生了第二次創傷。兩次創傷間的時間足以恢復EpSCs的低增殖率和凋亡率（這是體內穩態的特徵）。將發生炎症與未發生炎症的皮膚進行比較，結果顯示，發生炎症的皮膚的第二次創傷傷口能夠更快癒合，這一現象與首次炎症刺激來源及是否存在免疫細胞無關。

研究發現，在第一次炎症事件中，EpSCs的染色質可及性狀態發生了改變。雖然大多數基因位點恢復到原來的狀態，但大約有2000個基因位點在30天內保持染色質的開放構象，有些基因位點至少在180天內保持開放。大多數持續的染色質變化並沒有伴隨著相關基因的持續轉錄，這些基因只有在第二次創傷後才在轉錄上迅速上調。分子研究顯示，這種快速癒合的能力依賴於炎症小體信號，並尤其依賴於Aim2基因，該基因在最初的炎症事件和隨後的創傷中都明顯上調。這種快速癒合的能力還依賴於Aim2下游靶點——Casp1和Il1b的激活。

炎症記憶對於二次攻擊是有利的。然而，如果隨後的攻擊長時間不發生，維持記憶可能會浪費能量，並且記憶可能會丟失。這一邏輯可以解釋為什麼炎症相關的可及基因位點長期存在，但隨著時間的推移而減少。在這種情況下，只有一小部分EpSCs會在皮膚中持續存在，變成「記憶」細胞，類似於免疫記憶細胞的情況。

EpSCs中炎症記憶的證實，使我們能夠預見應用一種「疫苗接種策略」的可能性，即通過「炎症訓練」來提高非免疫細胞對不同損傷的應對能力，從而實現疾病預防的目的。

參考文獻：Cell Stem Cell 2017;21:715-717

皮膚上皮幹細胞的炎症記憶

（A）皮膚受到炎症刺激（化學製劑、微生物群或機械性擦傷），對二次創傷的應答更快。

（B）炎症事件對染色質「重新布線」（rewiring）和基因表達的持續影響。新獲得的開放染色質位點允許在第二次創傷時迅速轉錄激活。

（C）假設機制：長期EpSC記憶獲得、維持、再激活、丟失，以及染色質、代謝和細胞生態位之間的交互作用（crosstalk）。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！