你的皮膚處於持續的重塑過程中。 每個月，你的身體都會脫落並再生整個外層皮膚——這一完全更新過程由微小而不知疲倦的幹細胞驅動。 當你受傷時，這些細胞會迅速行動，以驚人的速度癒合傷口。
洛克菲勒大學麗蓓嘉· C·蘭斯菲爾德教授、霍華德·休士頓研究所研究員埃萊恩·富克斯數十年來一直致力於揭示皮膚幹細胞如何發揮作用，以及當它們功能失調時會發生什麼。 她的研究説明界定了幹細胞如何促進再生、如何與免疫系統相互作用——以及它們有時如何成為癌症或慢性炎症的根源。
這些發現具有深遠的意義。 通過了解幹細胞如何補充組織並保持我們的健康，富克斯正在重新定義科學家對全身衰老、疾病和炎症的思考方式。
我們與富克斯探討了這些細胞為何如此引人入勝——以及如此有用。
皮膚幹細胞是什麼？ 它們與其他細胞有何獨特之處？
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這些幹細胞遍佈我們的表皮，負責產生新的皮膚、汗腺和毛囊。 它們持續不斷地工作，每四周更新一次我們與外界接觸的整個屏障。 類似的過程對我們的身體生存和皮膚內部所有其他器官的健康至關重要。 當我們受傷或擦傷時，皮膚幹細胞也負責重建受損區域。 與其他大多數人類幹細胞相比，這些細胞具有幾乎無與倫比的組織再生能力。 而且，這是在應對外界持續不斷的壓力因素的情況下實現的。 可以說，皮膚是我們身體中最具彈性、再生能力最強的組織。
這是否使其成為研究普遍再生和彈性能力的有力系統？
我們身體中的大多數細胞會隨著年齡增長而衰退——它們開始分裂較少或工作效果變差。 但皮膚幹細胞極其堅韌，不僅在應對炎症、疾病和傷口時如此，甚至在衰老過程中也是如此。 如果你將年老動物的皮膚幹細胞放入年輕動物體內，皮膚仍會保持年輕時的外觀和功能。 這告訴我們，隨著年齡增長，變化不大的是這些細胞本身，儘管它們周圍的其他皮膚細胞在變化。 這種「青春之泉」是我們希望更好地理解——並轉化為其他組織和類型幹細胞的東西！ 如果我們能更深入地了解這些細胞如何如此有效地應對壓力和創傷，也許我們就能學會如何使身體其他細胞更具彈性。
有哪些疾病與皮膚幹細胞有關聯？
當然有。 全球15%的人口患有銀屑病或濕疹，這兩種疾病都是由皮膚幹細胞的炎症和過度增殖引起的——幹細胞產生的皮膚層數多於正常情況。 與此同時，非黑色素瘤皮膚癌是全球最常見的癌症，通常由皮膚幹細胞的突變引發。 這些都是巨大的健康問題，而且正在增加。
但我還意識到，除了身體癥狀外，皮膚病還帶來獨特的的心理負擔，因為它們非常顯眼。 皮膚上的每一個細節和每一個異常都顯而易見。
關於皮膚幹細胞，您最驚訝的發現是什麼？
我實驗室最令人興奮的發現之一是，皮膚幹細胞不僅對損傷或炎症做出反應——它們還會記住它。 我們發現，在炎症發作后，這些細胞會儲存一種“記憶”，使它們甚至能在數月或數年後回憶起過去的經歷。 這種記憶可以幫助它們更快地癒合傷口或更有效地抵抗病原體。
但事情有其兩面性。 訓練它們更快反應的同一種記憶也可能使它們更容易過度反應，我們認為這會導致濕疹或銀屑病等慢性炎症性疾病。 更引人注目的是，這些記憶可能使細胞在以後的生活中更容易患癌症。
我的實驗室開發了工具，可以直接從組織中分離皮膚幹細胞並進行詳細分析，以嘗試了解記憶如何工作，以及幹細胞在損傷或炎症后如何在其細胞核內記錄其經歷。
您對皮膚幹細胞的研究是如何引導您研究脫髮的？
毛囊幹細胞是皮膚中的另一種成體幹細胞。 我的團隊長期研究它們，因為事實證明，它們是研究幹細胞如何從靜止狀態甦醒並開始生成組織的絕佳模型。 我們已經發現不同的分子信號如何使毛囊幹細胞產生新頭髮，或者在皮膚損傷的情況下，實際上產生新的表皮。
利用其中一些信號，我們已經能夠讓成年小鼠長出新的毛囊。 挑戰在於，當你讓毛囊幹細胞更加活躍時，你也可能增加癌症風險，因為你正在向壽命較長的細胞發出分裂信號。 因此，治療脫髮的一個問題是，我們能否找到一種方法來刺激毛囊形成而不增加皮膚癌風險。
聽起來您經常思考如何轉化您的發現。 您如何將研究與患者治療聯繫起來？
即使我們在進行幹細胞的分
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子研究時，我的實驗室也始終努力從巨集觀角度看待問題，並調整我們提出的關鍵問題，以便我們能夠彌合基礎科學與醫學之間的差距。 當我開始職業生涯時，我知道我想研究癌症等疾病，但我也知道，如果不先瞭解健康皮膚，我永遠不會理解皮膚癌出了什麼問題。 “在理解異常之前，先理解正常”這句格言真正指導了我的職業生涯。 我們終於達到了可以開始說我們理解皮膚幹細胞正常狀態的階段，這意味著我們可以提出關於疾病的重大問題。 這是一個極其令人興奮的階段。 這意味著我們接下來所做的可能是真正具有變革性的。
關於如何思考從實驗室到臨床的轉化：在洛克菲勒大學，我能夠與不僅從事基礎科學研究，還從事臨床研究的研究人員合作。 目前，在我的實驗室中，我有三位已完成醫學住院醫師培訓的MD/PhD學生; 其中兩位從事醫學腫瘤學工作，一位在燒傷科工作。 他們目前正在幫助我們將小鼠研究轉化為人類應用，通過觀察患者皮膚樣本，探究健康細胞與患病細胞中皮膚幹細胞的差異。 我們目前正在嘗試解決的一個問題——並且利用我們的發現——是，我們能否開發出能夠殺死導致癌症的突變幹細胞而不傷害產生健康組織的正常幹細胞的治療方法。
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