电流可加快伤口愈合甚至再生

        据路透社26日报道，一个由科学家组成的国际研究小组已经发现两种基因，可以使细胞对体内电信号做出反应从而达到治疗伤口目的。他们表示，通过给伤口增加一个电场，他们能改变细胞运动，加速康复过程。这一结果发表在《自然》杂志上。

　　研究负责人、苏格兰阿伯丁大学赵敏(音译Min  Zhao)教授说：“我们的研究显示，体内电流远比以前想像得重要得多。它在伤口康复上具有重要作用，而且还可能再生。”科学家从19世纪初才开始慢慢对神经和伤口里的电流有所了解。当时，德国生理学家埃米尔·杜布瓦-雷蒙指出，电流变化和肌肉运动同时发生。他的发现为现代电生理学和关于细胞以及组织的电性研究奠定了基础。

　　赵敏和来自美国、日本以及奥地利的合作者们确定了两种基因，它们分别是PI(3)Kgamma和PTEN，可以控制一种叫趋电性的过程。趋电性是指细胞对电流做出反应时的运动情况。像出现在皮肤等部位的伤口会产生一个控制细胞的电场，因此细胞知道去什么地方治疗伤口。在实验室的实验中，赵敏和他的研究小组用延时摄影技术目睹了伤口趋电性的全过程。赵敏在《自然》杂志上撰文说：“在了解细胞为治疗伤口如何运动以及什么样的基因和分子用于探测电场上，我们的发现通过科学方法提出了不同观点。”他在一份声明中还表示：“从临床角度来看，我们的发现为加速伤口康复提供了新方法。”

　　研究合作人之一科林·麦卡吉表示，这些发现对烧伤患者、糖尿病患者和溃疡没有康复的人或许有特别深远的影响。科学家通过直接在伤口周围利用电场或在局部使用增强电信号的化学药品，或许能提高伤口康复速度。麦卡吉在接受采访时表示：“我们已经拥有多种可能派上用场的药物，它们会增强电信号。这些药物对推动电信号的细胞机理起作用。”他还说：“我们在了解如何能使用这些自然信号上还处在初期阶段，以后还要进行深入研究才能获得更多结果。”

        苏格兰一队由华裔专家领导的医学研究队伍发现，两种特别基因可控制人体电流，引导修补伤口，大大提高伤口癒合速度。专家期望透过控制人体电流，令原本要数天方能痊癒的伤口可于数小时内癒合。

　　路透社报道称，领导研究的华裔专家赵民(译音)强调，今次研究结果为加快伤口痊癒提供了新方法，是医学上又一突破。他表示：“我们的研究提供了一个崭新的科学角度，去理解修补细胞的流动，以及细胞利用哪一种基因或分子来感应电池场。”他补充：“人体电流的重要性可能远超过我们所想，除了有助伤口癒合，甚至有可能令组织重生。”

首试老鼠成功  癒合加快五成

　　早在1800年，德国科学家雷蒙已发现人体电流与组织活动有关。人体细胞和组织好比化学“电池”，正电荷的钾离子和负电荷的氯离子于细胞膜内流动，形成人体电流，强度只有AA电池的十五分之一。每当身体受创伤，伤口位置的“电池”便会被扰乱，好像“短路”一样。专家发现，透过两种基因控制这些电流，可引导修补细胞到伤口，加快癒合速度。

　　有关研究由英国苏格兰阿伯丁大学连同美国、日本和奥地利的专家进行。研究人员在初步实验中，曾以老鼠细胞种植如角膜等较大的组织，然后破坏部分组织。结果发现自然电流可影响两种分别负责提高和终止修补细胞流向的基因，如前者受压制，伤口癒合速度会减慢，如后者被阻碍，伤口则会加快痊癒。利用这个方法，专家成功把老鼠细胞的伤口癒合速度加快五成。研究队伍目前正进行临床试验，如果技术成功，可应用于意外造成的多处创伤或割伤等轻微的家居意外上。

　　目前专家已经确认部分可影响自然电流的刺激物，这些化学物质有机会融合于药物、眼药水和敷料剂之中。参与研究的麦凯格教授称：“研究有深远意义，有关技术将来可能应用于烧伤、糖尿病和不能治癒的溃疡病症上。”

赵民教授简介：

　    赵民教授于1985年在中国重庆第三军医大学取得医学学位，其后于1991年在重庆取得博士学位，专攻创伤治疗。他于1994年在英国伦敦大学学院与伯恩斯托克教授一同进行医学研究，其后移至苏格兰阿伯丁大学任教。他于1999年获英国医疗慈善组织Wellcome  Trust任命为讲师，又于2002年获基金会升为高级讲师，并于2004年出任该会教授。

        说起伤口愈合的能量，每个伤口——从最微小的刮伤到危机生命的大伤口，都能产生一种帮助细胞修复损伤的电场。现在，来自英国阿伯丁大学的华人生化学家赵敏（Min  Zhao）和同事确定出了使细胞对电做出应答（趋电性）的基因。这一发现在医学领域具有重要意义。这项研究的结果刊登在7月27日的《自然》杂志上。

        大约150年前，科学家已经知道伤口能产生微弱的电场。大多数研究人员认为这些电场在伤口的愈合过程中起到某种作用，但是其中详细作用机制或与这种电反应（趋电性）有关的基因一直未知。

        赵敏教授和同事通过创造出一套能够在电信号启动细胞中一个生化级联反应时被“点亮”的荧光标记物解开了这个困扰研究人员150年之久的谜团。赵敏的研究组看到控制趋化现象（对化学信号的应答）的一个化学级联也与趋电性现象有关。趋化现象（Chemotaxis）对伤口的愈合也很重要。虽然研究人员还不确定这些电信号级联如何被活化，但是他们能够促使细胞内部构架发生变化，并引导细胞向着电信号源头前进。

        接下来的一步是确定出与一个细胞的电反应有关的基因。通过给培养皿中的细胞的人工伤口和啮齿动物角膜中的真伤口施加电场，研究组检测到上皮细胞向着伤口中心前进；当逆转电场方向时会使细胞改变运动方向。

        然后，研究组对培养的细胞中一种叫做p110  gamma的基因进行破坏。这个基因编码一种叫做PI(3)K  gamma的化合物，这种物质是趋化现象中的关键因子。在丧失了p110  gamma的突变体中，细胞不能对电信号作出反应而向着伤口移动。当研究人员破坏另外一种叫做PTEN的基因（能调节细胞中PI(3)K  gamma的水平）时，细胞向伤口运动的速度加快了30％。

        这项研究是证实电场在引导细胞愈合伤口过程中起到一定作用的第一个遗传证据。这项研究将会有助于研究人员研制利用电场刺激伤口愈合的治疗方法。（生物通记者杨遥）

??维也纳分子生物化学研究所的Josef  Penninger和英国亚伯丁大学Min  Zhao发现组织内的自然电场和电流在创伤组织修复过程中起重要作用，它能引导修复细胞进入受损区域。另外研究人员还鉴定了控制以上过程的基因。Penninger说：“一开始大家都对此表示怀疑，但是后来我们发现这的确是真的，于是开始寻找控制这个过程的基因。”

??细胞和组织在本质上可以被看作为化学电池，其正极为钾离子组成，阴极为氯离子组成。这样就在整个机体形成了许多电场。当组织受损后就破坏了电场，于是发生短路。Penninger和他的同事认为，这种破坏能够引导修复细胞转移至受损组织。研究人员在实验室内培养了多层小鼠细胞和角膜等较大组织。在损伤这些组织后，受损区域的电场发生改变，根据受损区域电场的极性和强度，就会加速或阻止修复过程。接下来研究人员开始寻找与上述过程有关的基因。他们对已知的能够诱导修复细胞转移的化学生长因子和诱导剂进行了研究，并发现这些因子的表达水平能够对电场产生影响。Penninger说：“我们没有找到细胞在遗传方面的转移机制，但是我们发现电场的变化能够开启某些基因的表达。”研究表明，包括中性粒细胞和成纤维细胞在内的几种类型的修复细胞的基因的表达都有变化。后来，研究人员对促使细胞转移和抑制转移的特定基因进行了研究。当把转移基因的启动子敲除后损伤愈合变慢；相反，当转移抑制子基因被敲除后愈合速度会加快。

??英国曼彻斯特大学创伤愈合专家Mark  Ferguson表示，下一步的工作将会研究怎样利用以上机制来促进损伤愈合。他说：“多年来已经有了关于电流对创伤愈合影响的研究，但是只有这篇论文，不仅说明了电流能够对细胞转移至创伤部位产生影响，而且还阐明了电信号是如何改变细胞行为的机制。”

??吴成君译自：http://www.newscientist.com/ (责任编辑：泉水)

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