皮膚不僅提供了針對外來物質(zhì)和病原體的必要保護(hù)屏障，也有助于身體保留各種流體和電解質(zhì)。當(dāng)該屏障被破壞，后果可能是災(zāi)難性的。長時(shí)間的開放性傷口就可能會(huì)導(dǎo)致潰瘍，出血和細(xì)菌感染。而現(xiàn)在，新加坡**大學(xué)力學(xué)生物研究所的科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種機(jī)械力，能推動(dòng)傷口上皮在無細(xì)胞支撐環(huán)境愈合。

    上皮細(xì)胞層是能自我修復(fù)的。當(dāng)表皮屏障的完整性受到損害時(shí)，相關(guān)的細(xì)胞機(jī)制會(huì)被啟動(dòng)以閉合間隙。細(xì)胞開始向前爬行，傷口周圍細(xì)胞距離拉近。在大多數(shù)情況下，健康的外皮細(xì)胞進(jìn)行傷口修復(fù)時(shí)候需要依靠它們下面的支撐層。這個(gè)支撐層包括粘蛋白，以及細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）。

    然而，在慢性或嚴(yán)重創(chuàng)傷的情況下，支撐層也被損壞，導(dǎo)致周圍的細(xì)胞無法更換ECM蛋白。支撐層破壞產(chǎn)生的組織間隙，被稱為非粘附的間隙（ Non-Adherent Gaps），仍然在被修復(fù)，不過是以較慢的速度，并伴有感染或其他并發(fā)癥的可能性。所以問題是怎么在支撐層損壞或ECM侵蝕的情況下使上皮細(xì)胞屏障閉合？

    新加坡**大學(xué)力學(xué)生物研究所Lim教授聯(lián)合其他幾位教授針對這個(gè)問題進(jìn)行了深入的探究。他們的研究結(jié)果表明，非粘附間隙的閉合是以“荷包收縮”（purse-string contraction）的方式進(jìn)行。采用細(xì)胞培養(yǎng)，結(jié)合微細(xì)加工和力測量，科研人員發(fā)現(xiàn)了在傷口間隙邊緣的細(xì)胞在肌動(dòng)球蛋白收縮力的驅(qū)動(dòng)下，以“拔河”的方式封閉缺口。

    傷口非貼壁間隙邊緣的上皮細(xì)胞仍附著ECM.這些細(xì)胞盡可能朝間隙中心蔓延。不過研究人員測量力的方向后顯示，這些細(xì)胞實(shí)際上是在推離自身遠(yuǎn)離間隙。雖然這聽起來不可思議，這種運(yùn)動(dòng)實(shí)際上在穩(wěn)定細(xì)胞，為后期愈合做準(zhǔn)備。如造橋一樣，要想橋架從兩端匯合于中間，就必須先在橋的兩端打?qū)嵒A(chǔ)給予能固定的支撐。一旦細(xì)胞在間隙周圍已盡可能擴(kuò)散，整塊細(xì)胞就會(huì)以“荷包收縮”的形式閉合。這些上皮細(xì)胞產(chǎn)生的力反轉(zhuǎn)，從一開始推離變?yōu)槔舜顺虻拈g隙的中心運(yùn)動(dòng)。由于細(xì)胞向內(nèi)移動(dòng)，空隙區(qū)域減小，更多的肌動(dòng)蛋白可以連接到傷口另一側(cè)加速收縮，最終傷口完全閉合。

    “拔河”的這一研究機(jī)制的發(fā)現(xiàn)提供了細(xì)胞如何產(chǎn)生的定向力的解釋。慢性傷口，瘡和潰瘍是常見并發(fā)癥，特別是那些與衰老相關(guān)的疾病。如果研究人員能更好地理解并利用該機(jī)制，這無疑會(huì)導(dǎo)致傷口愈合治療的改善。