Человеческая кожа: Кожа: многофункциональный орган с требованиями

Содержание

Кожа: многофункциональный орган с требованиями

Кожа: многофункциональный орган с требованиями

Площадь кожи человека от 1,5 до 2 квадратных метров в зависимости телосложения. Вес кожи — приблизительно 3,5-10 кг. Это самый большой орган человеческого тела.

Эти факты впечатляют, но, помимо прочего, список функций кожи впечатляет не меньше: как орган чувств, она дает нам важную информацию о температуре окружающей среды, прикосновениях и боли. Защитная функция заключается в защищает внутренней среды организма нас от внешних воздействий, таких как микробы, механические повреждения, ультрафиолетовое излучение и т.д. Кроме того, кожа — это резервуар для питательных веществ и воды. Она выводит продукты обмена в виде пота и, как дополнительный эффект, за счет этого участвует в регулировке температуры тела. Как это все происходит? Давайте рассмотрим анатомию и функции кожи.

Три слоя эффективной защиты

Кожа состоит из трех слоев. Каждый слой выполняет свои особые задачи.

Эпидермис

Эпидермис — самый внешний слой кожи. Он служит защитной оболочкой и находится в прямом контакте с окружающей средой. Его основная функция — защита от вредных внешних воздействий, например, микробов. Толщина эпидермиса около 0,1 мм, что сравнимо с толщиной листа бумаги. Однако, в местах, подвергающихся значительным воздействиям, например таких как ладони рук и подошвы ног, толщина эпидермиса может достигать пяти миллиметров. Наружный слой эпидермиса состоит из твердых мертвых клеток, состоящих из белка —  кератина. Для того чтобы обеспечить стойкую защиту от механических и химических воздействий эти клетки прочно «склеены» между собой. Со временем они слущиваются в виде кожных чешуек и замещаются нижележащими клетками. Человек теряет около 10 г кожных чешуек каждый день. Самый верхний слой кожи полностью обновляется примерно за четыре недели.

Дерма

Дерма находится под эпидермисом. Этот слой значительно толще эпидермиса, очень прочный и состоит из эластичной соединительной тканью, которая делает кожу прочной, но в то же время эластичной. В этом слое находятся кровеносные сосуды, питающие эпидермис, а также потовые железы и лимфатические сосуды. Дерма также является местом расположения нервных рецепторов давления, осязания, боли, и температуры.

Подкожная клетчатка

Третий слой кожи — это подкожная клетчатка. Он состоит в основном из жировой ткани, которая разделена на отдельные жировые дольки прослойками соединительной ткани. Большое количество жировой ткани служит защитой от холода и резервуаром для накопления энергии. Также здесь расположены крупные кровеносные сосуды и толстые нервные стволы. Также здесь расположены корни волос и сальные и потовые железы.

Наша защитная оболочка находится под постоянным воздействием

Здоровая кожа гладкая, эластичная и прочная. Но на наш самый большой орган воздействует множество факторов. Зимой это сочетание холодного воздуха на улице и теплого сухого воздуха в помещении, а летом — солнечный ультрафиолет. Контакт кожи с агрессивными чистящими средствами или излишне частые ванны отрицательно влияют на кожу. Это снижает содержание воды и жиров в роговом слое. Кожа становится сухой, плотной и начинает напоминать на ощупь пергамент. Защитная функция такой кожи снижается, и кожа становится подверженной повреждающим воздействиям. Требуется определенные действия, чтобы сохранить полную функциональность кожи.

Как сохранить кожу здоровой

Что же может помочь сухой коже? В первую очередь — это правильный уход! Он начинается с ежедневного мытья. В идеале, душ должен быть коротким и не слишком горячим. Мягкие гели для душа или масла подходят для мытья тела. Длительные же ванны — не очень хорошая идея, так как они вымывают из кожи слишком много необходимых веществ. После душа лучше всего ухаживать за лицом и телом при помощи лосьонов или кремов. Средства по уходу должны соответствовать типу кожи. Как правило, мы различаем нормальную, жирную, сухую и очень сухую и чувствительную кожу.

Для сухой кожи рекомендуются увлажняющие средства. Возраст тоже играет роль, потому что кожа с годами становится тоньше. Эффективность работы сальных желез и рогового слоя снижается, и кожа становится сухой. Помимо правильного ухода, диета также может влиять на состояние кожи — как положительно, так и отрицательно. Кожа требует много питательных веществ, поэтому плохой цвет лица может быть признаком нарушения питания. То же самое относится и ко всему телу: разнообразное и сбалансированное питание очень важно. Оно должно включать в себя большое количество фруктов и овощей, молоко и продукты из непросеянной муки, рыбу и небольшое количество мяса. Совет: пейте много жидкости! Выпивая достаточное количество воды, мы помогаем нашей коже восполнять резервуар хранения жидкости. В день необходимо выпивать от полутора до двух литров воды. И, наконец, регулярные физические упражнения, достаточная продолжительность сна и избегание стрессов способствуют поддержанию здорового цвета лица. Вы должны заботиться о себе и своей коже, поскольку она показывает гораздо больше, чем вы думаете.

Искусственная кожа — прорывы в медицине

Кожа – «защитная оболочка» человеческого и животного организмов

Многие из анатомии знают, что кожа выступает как «защитная
оболочка» организмов людей и животных. Она состоит из двух частей
– эпидермиса (верхняя многослойная
поверхность эпителия)
и дермы (соединительнотканная часть,
которая объединяет эпидермис и мышечные ткани организма). Кожа
занимает большую площадь на теле человека. У взрослых людей она
достигает 1,5-2,3 м2. Её главная задача — в защите
тела от широкого спектра внешних воздействий. Клетки кожи, как и
органы дыхания, принимают внутрь кислород, которым обогащают свою
деятельность в организме. При различных травмоопасных
ситуациях (например, ожогах и крупных порезах) человек может
лишатся своей «защитной оболочки». На заживление и восстановление
кожного покрова требуется большое количество времени. Поэтому,
чтобы облегчить этот процесс и помочь коже приобрести здоровый
вид, учёными были разработаны варианты искусственной человеческой
кожи, которая ускорит заживления на теле. 

Построение искусственной кожи выглядит следующим образом – на
коллагеновый гель (основу искусственной кожи), который содержит
дермальные клетки – фибробласты (это
аналог дермы, имеющий большое количество коллагена и
фибробластов), выкладывают верхним слоем эпителиальные клетки
– кератиноциты, которые точь-в-точь похожи
на эпидермис – верхний слой кожи. Таким образом, искусственная
кожа состоит из двух слоёв, как и настоящая человеческая кожа. На
рану накладывается готовое изделие той же структуры, что и кожа
пациента, и начинается процесс заживления.

Хотя сама искусственная кожа приживается лишь на время, входящие
в ее состав клетки активно секретируют различные ростовые
факторы, которые стимулируют собственные клетки пациента к
делению и миграции в область раны. Благодаря этому рана начинает
быстрее затягиваться по краям. Кожа восстанавливается. Клетки
донора постепенно замещаются вновь образованными клетками самого
больного. Конечно, в качестве источника кожи можно использовать и
собственную кожу пациента с неповреждённых участков, но при
ожогах большой площади этого, как правило, не
хватает. Так как искусственная кожа по своей структуре
напоминает настоящую человеческую кожу, то её также используют и
для бионических протезов с сохранением чувствительности. 

В России новый материал был разработан в ходе получения смеси из
латекса и биоактивных растительных компонентов. Искусственная
ткань плотно прилегает к ране, защищает её в дальнейшем от
внешних воздействий и выполняет лечебный процесс. Учёные
отмечают, что самые сложные повреждения с новой «кожей»
затягиваются в течение двух дней. В Институте теоретической и
экспериментальной биофизики РАН было создано идеальное раневое
покрытие, которое защищает больное место от механических
повреждений и вредоносных инфекций. Кроме того, искусственная
кожа создает оптимальные условия для роста клеток, пропускает
воздух и водные пары, чтобы рана под таким покрытием не высыхала
и не мокла. Когда тончайшая пленка накладывается на рану, клетки
начинают переходить в нее, смешиваясь с клетками пациента, и
активизируют выработку коллагена для зарастания раны и
образования рубца. Латексная «подложка» после этого просто
отсоединяется, и медикам нет необходимости мучить пациентов
бесконечными перевязками. Причем после выписки пациент может
самостоятельно использовать лечебные мази, нанося их на латексную
пленку, которая имеет микропоры, как обычная кожа.


Эксперимент с использованием 3D-биопринтера на животном



В 2019 году ученые впервые создали 3D-биопринтер, который
печатает кожу в два слоя собственной кожи пациента прямо на ране.
Над этим исследованием работали специалисты из Института
регенеративной медицины (США). Принтер использует «чернила»,
которые состоят из клеток пациента, чтобы минимизировать риск
отторжения. Вначале делается биопсия здоровой кожи пациента и
выращивается большое количество клеток, после чего их смешивают с
гидрогелем для образования «чернил» 3D-биопринтера. Точнее
создаются два типа «чернил» – для внутреннего слоя (из
клеток-фибропластов) и внешнего (из клеток-кератиноцитов). После
удачных экспериментов, проведенных на мышах, был получен отличный
результат, который в дальнейшем позволит проводить клинические
испытания на людях. 

 

 


Название изображения





Название изображения



 

3D-принтер
печатает искусственную кожу с сосудами (Living
Skin Can Now be 3D-Printed With Blood Vessels
Included/ Теперь живую кожу можно напечатать на 3D-принтере,
включая кровеносные сосуды)

После изобретения 3D-биопринтера, печатающего искусственную кожу,
идентичную коже пациента, было принято решение усовершенствовать
разработку, так как просто полученная кожа могла подойти не
каждому пациенту. Основная причина в этом — отсутствие
кровеносных сосудов, которые нужны для коммуникации
трансплантированного участка с окружающими тканями. Ученые из
Политехнического института Ренсселера (Нью Йорк, США) выяснили,
что если в биочернила добавить эндотелиальные клетки человека,
которые выстраиваются внутри кровеносных сосудов, и клетки
перицита человека, обволакивающих вокруг эндотелиальных клеток,
вместе с животным коллагеном и другими структурными клетками, то
в течение нескольких недель они начинают формировать сосуд. Так,
в ходе исследований ученые пересадили участок искусственной кожи
мышке. Он удачно прижился на животном и не вызвал отторжения.
Кроме того, его сосуды благополучно соединились с кровеносной
системой мыши и начали снабжать клетки ткани кровью.


Искусственная кожа с эффектом чувствительности



В сентябре прошлого года исследователи Университета RMIT в
Мельбурне представили электронную искусственную кожу, которая
чувствует боль и прикосновения. Считается, что новая технология
успешно найдет своё применение в протезировании, робототехнике и
кожной трансплантации. Данное изобретение может показывать
ощущение боли. Устройство имитирует почти мгновенную обратную
связь и способно реагировать на боль с той же скоростью, с какой
нервные сигналы поступают в мозг. Учёные отмечают, что эта
разработка стала значительным прогрессом в области
биомедицинских технологий и интеллектуальной робототехники
следующего поколения. В будущем такая искусственная кожа может
стать вариантом неинвазивных кожных трансплантатов, особенно в
случаях, когда традиционный подход нежизнеспособен или не
работает. 

 

Основные источники:

Искусственная кожа для
человека. Выращивание кожи.

Искусственная
человеческая кожа. 

Искусственная кожа
залатает раны.

Искусственная кожа в
медицине.

Источник изображения в тексте и на главной странице —
Новые Известия

Зачем нужна кожа человеку? Как за ней ухаживать и увлажнять – расскажут врачи клиники МЕДСИ

Оглавление

Какими особенностями обладает кожа человека?


Кожа человека – это один из его органов, имеющий свое строение и физиологию. Кожа является самым большим органом нашего тела, ее масса примерно в три раза превосходит массу печени (самого крупного органа в организме), что составляет 5% от общего веса тела.


Площадь поверхности кожи 2-2,5 кв. метра. Кожа имеет толщину от 0.5 до 2 миллиметров. Она состоит из трех слоев: верхнего эпидермиса, который слабо снабжается кровью, собственно кожи, где вырабатывается коллаген, и подкожной ткани, где располагаются жировые клетки.


Участок кожи размером с ноготь большого пальца имеет один метр кровеносных сосудов, четыре метра нервов, примерно 100 потовых желез, 15 сальных желез, до 60 волосяных мешочков, тысячи пигментных клеток, 150 сантиметров лимфатических сосудов и 25 нервных окончаний.


Кожа защищает тело от грязи и от возбудителей болезней, таких как бактерии, вирусы и грибки и свободные радикалы, от сильной жары и холода. В коже вырабатывается витамин Д3, без которого невозможно нормальное построение костей.

Функции кожи


Кожа выполняет следующие важнейшие функции:

  • Будучи прочной и упругой, она защищает и предохраняет ткани и органы от механических повреждений, вызываемых давлением, трением или ударами
  • Предохраняет организм от излишней потери воды, защищает от воздействия ультрафиолетовых лучей, проникновения болезнетворных бактерий и вредных веществ
  • Участвует в терморегуляции организма путем изменения диаметра кровеносных сосудов, а также благодаря наличию жирового слоя, снижающего теплоотдачу; усиливает теплоотдачу путем потовыделения
  • Является своеобразным депо крови: в подкожной сети кровеносных сосудов может временно скапливаться до 20% общей массы крови
  • Обеспечивает выделение из организма вместе с потом мочевины и минеральных солей
  • Выполняет дыхательную функцию – через поверхность чистой кожи осуществляется до 1% газообмена
  • Является органом тактильной, болевой и температурной чувствительности
  • Играет роль органа приспособления организма к меняющимся условиям окружающей среды (закаливание)

Какие возрастные изменения подстерегают нашу кожу? Что может ускорить процесс старения? Что поможет замедлить старение кожи?


Уже в 20 лет увеличивается чувствительность кожи вокруг глаз, появляются первые морщинки. В 30 лет к ним добавляются мимические. Еще через 10 лет морщинки вокруг глаз и мимические превращаются в настоящие морщины, кожа становится суше, больше заметна ее усталость, макияж держится менее прочно, появляются складки вокруг губ.


Страдает и тело: ослабевает кожа на внутренней стороне ног и рук, появляется целлюлит.


Пятидесятилетие для женщин чревато изменением овала лица, появлением пигментных пятен на руках, лице, спине. В этот период процесс старения развивается особенно быстро, так как из кожи исчезает коллаген, oтвечающий за упругость и эластичность кожи, а также прекращается производство женских половых гормонов, и у многих женщин резко изменяется фигура, увеличивается вес.


Неправильный образ жизни (курение, плохое питание и стрессы) вызывает ослабление и повреждение клеток кожи. Сильное освещение, излучение телевизоров и компьютеров приводит к преждевременному старению. Дешевая декоративная косметика сомнительного производства оказывает токсичное, загрязняющее и повреждающее действие.


Более всего кожа лица подвержена влиянию солнечного излучения, употребления алкоголя, курения, стрессов, недостатка сна и даже пищевых пристрастий. Эти факторы могут добавить новых морщин в самых неожиданных местах, способствовать возникновению прыщиков, изменить текстуру кожи и способствовать появлению пигментных пятен.


Однако главный фактор, определяющий темпы старения кожи, – воздействие солнечного излучения. Чтобы убедиться в этом, достаточно сравнить участки тела, постоянно открытые для солнечных лучей, и участки, защищенные от попадания солнечного излучения.


Замедлить процесс старения кожи может защита от ультрафиолетового излучения в течение всей жизни:

  • Старайтесь по мере возможности избегать солнечных ожогов
  • Пользуйтесь хорошим солнцезащитным кремом, даже зимой
  • Летом носите защитную одежду и головные уборы

В чем отличие кожи афроамериканцев от европейцев? Какие пигменты содержатся в темной коже, в чем ее преимущества/недостатки перед нашей?


Цвет кожи у человека определяется, в основном, коричневым пигментом меланин. Доля меланина в коже обусловлена генетически и зависит от интенсивности ультрафиолетового излучения, попадающего на кожу.


Меланин выполняет функции защиты кожи от ультрафиолета. Чем бледнее кожа, тем она стареет быстрее и тем выше риск рака кожи.

Как сказывается на нашей коже жизнь в большом городе? Имеет ли какие-нибудь характерные особенности кожа петербуржцев? Как на нее влияет наш климат, вода, нехватка солнца, не знаю, что может быть еще? Как сократить негативное влияние окружающей среды на нашу кожу?


В Санкт-Петербурге неустойчивый климат, который часто сопровождается повышенной влажностью, резкими перепадами атмосферного давления (движением атмосферных фронтов – циклонов и антициклонов). Эта территория не защищена горами ни с Севера, ни с Юга, ни с Запада, что позволяет огромным массам воздуха быстро и беспрепятственно перемещаться над территорией России, неся с собой холод с Северного Ледовитого океана, обильные атмосферные осадки с Атлантики или теплый воздух с Юга. Россия – страна открытых пространств, постоянный ветер в сочетании с резкими перепадами влажности и температуры в широчайшем диапазоне (от -30 до +30 градусов) делает климат России одним из самых неблагоприятных и агрессивных по воздействию на кожу человека. Резкие изменения влажности воздуха – это перегрузка систем кожи, поддерживающих ее водный баланс, т.е. кожа активно теряет влагу. Ветер также активно способствует обезвоживанию кожи, а переохлаждение под действием ветра стимулирует повышение салопродукции кожи.


Как показали научные исследования, люди, проживающие в странах и регионах с солнечным климатом или получающие соответствующую дозу ультрафиолета в соляриях, заболевают раком кожи в несколько раз реже, чем те, чья кожа практически не видит солнца. Кроме того, солнечный свет снижает вероятность гибели человека от этих заболеваний.


Рекомендуется тем, кто живет в регионах с пасмурным климатом ни в коем случае не избегать солнца, регулярно посещать солярий. Однако здесь необходимо иметь чувство меры – избыточное воздействие солнечных лучей может не только не защитить от рака, но и, напротив, ускорить его развитие.


Нельзя не сказать и об экологической ситуации в СПб, как крупном мегаполисе. Воздействие загрязненной окружающей среды, как и курение, приводит к сужению кровеносных сосудов и капилляров кожи, тем самым уменьшая потребление кожей кислорода.


Стресс – также одна из составляющих нашей жизни, оказывающая влияние на кожу.. Гормоны стресса вызывают сужение кровеносных сосудов, микроциркуляция крови в поверхностных слоях кожи замедляется, вследствие чего цвет лица становится серым и тусклым.

Минимальный ежедневный уход, который необходим для поддержания здоровой кожи (пудра, увлажнитель воздуха)?


Уход за кожей лица сводится к трем моментам: очищение, питание, защита.


В домашних условиях основными средствами по уходу за кожей являются маски и кремы. Маски бывают лечебные (их надлежит делать только в косметическом кабинете), отбеливающие и косметические. Применять маски можно два-три раза в неделю.


Большинство современных кремов питают и защищают кожу, снабжая ее всеми необходимыми веществами. Для очищения и смягчения кожи применяют эмульсии и жидкие кремы, их рекомендуют под пудру и для протирания кожи вместо умывания.


Для питания кожи есть специальные кремы для сухой, жирной и нормальной кожи, наносятся они на тщательно очищенную кожу. Кремы для лица надо применять ежедневно, но необходимо помнить, что к одному и тому же крему кожа привыкает и его активное действие сохраняется недолго, поэтому периодически следует менять крем.


Уход за кожей рук: рекомендуется мыть руки мягким туалетным мылом, которое содержит различные добавки, тщательно вытирать их полотенцем и смазывать при необходимости смягчающим кремом. Также следует смазывать руки кремом перед выполнением работ по дому. Для замедления процесса старения кожи рук используют крема с эластином, коллагеном и витаминами Е и А, которые восстанавливают эпидермис, делая кожу гладкой и эластичной. Растирать крем нужно от кончиков пальцев, заканчивая запястьем, массирую при этом поочередно каждый палец, затем всю ладонь.


Для ухода за кожей ног делают ножные ванны, они улучшают кровообращение и снимают усталость. Целесообразно также применять смягчающие гели и кремы для ног, значительно улучшающие состояние кожи ног.


Для сохранения красоты и молодости кожи необходимо поддерживать влажность воздуха в помещении на уровне 40-60%. Поэтому в помещениях с паровым отоплением лучше использовать увлажнители воздуха.

Может ли рассказать что-то о человеке по его коже?


Cвежий вид, сияющая здоровьем кожа эти выражения подчеркивают внутреннее состояние равновесия человека, здоровье и красоту. Напротив, выражения тусклый цвет лица и усталый вид часто являются синонимами недомогания, грусти, неприятностей.


Цвет нашей кожи, изначально определяющийся ее фототипом, на протяжении жизни меняется под влиянием самых разных факторов. Cтресс, курение, ультрафиолет, болезни неблагоприятно отражаются на нашем внешнем виде и цвете лица. Кожа становится тусклой и приобретает сероватый оттенок.

Ученые работают над кожей для роботов. Успех будет полезен и людям

РынокТехнологии

Ольга Блинкова | 13.05.2021

Кожа человека не посылает сигналов, когда ситуация стабильна, рецепторы человека посылают сведения в мозг только в тот момент, когда что-то меняется. Кроме того, кожа регенерирует и не трескается после миллионов движений. Ученые пытаются повторить такую же схему.

Создание кожи для роботов, которая бы чувствовала, не рассыхалась и не ломалась, а еще бы и регенерировала в случае необходимости — сложная инженерная задача.

Вообще имитация органов человека с тем, чтобы сконструировать нечто похожее у робота, часто нетривиальная проблема. Создавая мозг робота, ученые моделируют синапсы и нейроны с помощью ПО и
«железа». Робот должен двигаться, как человек? Создаются искусственные мускулы и суставы.

Но создание кожи — отдельная большая проблема. Прежде всего, у кожи человека довольно большая площадь, около 1,5 на 2 метра квадратных. В целом, напомним, кожа — самый большой орган человеческого
организма. Это раделитель, отделяющий нашу внутреннюю среду от внешнего мира. При этом кожа снабжена рецепторами, которые реагируют на изменение окружающей природной среды, включая прикосновение,
давление, вибрацию, холод или тепло. При этом кожа реагирует на тончайшие раздражители, обладая высокой чувствительностью — улавливается даже легкое дуновение ветерка и падение луча солнца.

Инженеры, которые пытаются создать кожу робота, стремятся снабдить ее множеством датчиков. При этом чем больше датчиков, тем более энергозатратным становится устройство, и тем больше вычислительных
мощностей нужно на обработку данных.

В Университете Мюнхена создали искусственную робокожу и снабдили ее датчиками, но оказалось, что подобное устройство никак не может сравниться с эффективностью живого организма. Все, на что хватило
ученых — на одну руку робота, потом для обработки данных с датчиков понадобилась слишком большая вычислительная мощь, оказалось, что решение не масштабируется.

Выяснилось, что кожа человека не посылает сигналов, когда ситуация стабильна, рецепторы человека посылают сведения в мозг только в тот момент, когда что-то меняется. Кожа отправляет только те
данные, что нужны, и только тогда, когда это нужно. То есть мы можем сосредоточиться на том, что в данный момент чувствует наш большой палец левой ноги, послав запрос. Но обычно данные в сознание
не попадают, находясь в состоянии «все нормально». Утром, надевая носок, мы чувствуем прикосновение ткани. В течение дня потом носка мы отдельно не чувствуем. Потом мы снимаем носок и в мозг
поступает сигнал. Такая схема позволяет избегать необходимости обрабатывать слишком много сигналов.

Поэтому в Университете Мюнхена в итоге пришли именно к такому решению, обрабатывать сигналы только если что-то меняется, и в результате объем необходимой энергии и вычислительной мощности сразу
снизились на 90%.

В результате ученые Университета Мюнхена смогли полностью покрыть искусственной кожей робота, получившего имя H-1, он даже умеет правильно рассчитывать нажатие, пожимая руку собеседнику, для этого
собираются сведения с датчиков давления в коже.

В национальном исследовательском университете Сингапура тоже была попытка создать кожу для робота, которая бы не слишком нагружала систему с точки зрения электричества и ресурсов для обработки
сигналов. Для этого применялись нейроморфные чипы Intel Loihi, где информация обрабатывается почти так же, как в реальных человеческих нервах. В робокоже сингапурских исследователей сигнал тоже
поступает либо по запросу, либо в случае изменения обстановки. В сингапурском университете кожа роботов также спроектирована так, чтобы чувствовать боль, что работает как система предупреждения для
робота при неблагоприятном развитии событий.

В университет Мельбурна создан прототип робота, который чувствует боль, например, сначала тепло воспринимается просто как температура, но когда уровень температуры становится таким, что может
навредить роботу, появляется сигнал «боль».

В целом, учитывая весь прогресс в деле создания робокожи, эксперты резюмируют, что движение ученых в этом направлении может привести к появлению нового поколения протезов.

К слову, сигналы, поступающие от кожи человека в его мозг имеют электрическую природу. Другими словами, между искусственной и естественной системами кожной чувствительности есть параллели.

Тем не менее, несмотря на прогресс, ученым пока не хватает материалов, а в случае создания не роботов, а протезов — еще и биосовместимых материлов, не отвергаемых человеческим организмом. Помимо
этого, такие материалы должны сгибаться и растягиваться, и не трескаться в течение долгого времени.

Помимо этого, человеческая кожа имеет способность регенерировать — маленькая царапина затягивается за пару дней, серьезные ранения оставляют после себя шрамы.

Исследователи пытаются повторить функцию регенерации на искусственном материале. Так, ученые Университета Carnegie Mellon создали мягкий, тянущийся материал с жидким полимерным слоем, который сам
заделывал, например, отверстие в случае прокола: полимер вытекал и затвердевал, закрывая повреждение.

Робототехника

Журнал: Журнал IT-News, Подписка на журналы

Ученые в США изобрели искусственную кожу

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Нанесенная на кожу пленка высыхает и выглядит как кожа молодого человека

Ученые в США разработали невидимую эластическую пленку, которую можно наносить на кожу и тем самым уменьшать не только видимость морщин и мешков под глазами, но и реально улучшать состояние кожи за счет ее постоянного увлажнения.

Нанесенная на кожу пленка высыхает и выглядит как кожа молодого человека, говорят авторы исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Materials.

На данный момент рассматривается возможность коммерческого запуска этого продукта.

Американские ученые говорят, что подобная «вторая кожа» может быть использована в будущем для дозировок определенных видов лекарств или же для защиты натуральной кожи от солнечных лучей.

Группа исследователей из Гарвардского медицинского института и Массачусетского технологического института протестировали свой препарат на нескольких добровольцах, нанося пленку под глаза, на руки и ноги.

Пленка из полисилоксанового полимера производилась в лаборатории из молекул силикона и кислорода.

Хотя пленка синтетическая, она имитирует биологическую кожу и представляет собой пропускающий воздух защитный слой.

Ученые утверждают, что эта пленка способствует увлажнению кожи, удерживая в ней жидкость, и делает ее более эластичной.

«Вторая кожа»

С возрастом кожа человека теряет эластичность. Участки кожи, на которые наносилась пленка, выглядели более ровными и менее морщинистыми.

Автор фото, PA

Подпись к фото,

На кожу под глазом в левой части фотографии была нанесена пленка

По словам ученых, пленка практически невидима, ее можно носить весь день, и она никак не реагирует на пот или капли дождя.

Однако они подчеркивают, что для ее коммерческого производства необходимы дополнительные исследования. Полимер также должен быть одобрен регулирующими органами.

Доктор Тамара Гриффитс из Британской ассоциации дерматологов говорит, что мешки под глазами возникают с возрастом из-за выступания жировых слоев.

Хотя это абсолютно естественный процесс, многим это не нравится, и люди часто пытаются избавиться от этих возрастных проявлений, иногда даже прибегая к пластической хирургии.

По словам доктора Гриффитс, результаты применения пленки сравнимы с результатами хирургического вмешательства, но при этом использование пленки не несет никаких рисков. Однако она подчеркивает, что, хотя эта новая терапия выглядит многообещающе, необходимы дальнейшие исследования.

Профессор Роберт Лангер, возглавивший американское исследование, говорит, что разработка «второй кожи», которая остается невидимой, удобной и эффективной, представляет целый ряд сложностей.

«У этого материала должны быть определенные оптические свойства, иначе он будет плохо выглядеть, и у него должны быть определенные механические свойства, иначе он будет неэффективен», — добавляет он.

По его словам, исследователи надеются в ближайшем будущем приступить к тестированию этой искусственной кожи на пациентах с различными кожными заболеваниями.

Как сохранить молодость кожи с помощью увлажнителя воздуха

Как сохранить молодость кожи с помощью увлажнителя воздуха


Человеческий организм почти на 70% состоит из воды. Теряя влагу в помещениях с сухим воздухом, человек ощущает усталость, сонливость, замедляется работоспособность, притупляется память и внимание. При этом возникает сухость слизистых оболочек, кожа становится сухой и шелушащейся, появляются морщины. Ни одна женщина, да и ни один мужчина не желает иметь сморщенное лицо, напротив все стремятся довести состояние своей кожи до идеала.




Человеческая кожа за сутки способна терять до 0.5 л воды, а в зимний период и до литра. И даже самые проверенные увлажняющие кремы, бальзамы и гели не способны поддерживать правильный баланс влажности вашей кожи, если на улице и в помещении вас окружает горячий или холодный сухой воздух. Изменить ситуацию с влажностью воздуха на улице нам не под силу, но создать хороший микроклимат в помещении – наше право и прямая обязанность.


Следует бороться не только со следствием – сухой кожей, но и с первопричиной – сухим воздухом в помещении. Стоит повысить влажность воздуха в своём жилище с 25 до 50%, и потери влаги кожей сократятся примерно вдвое(!).



Несколько увеличить процент влажности в комнате можно, установив аквариум или небольшой мини-фонтан. А ещё лучше, если в комнате работает хороший увлажнитель воздуха. Здесь всё зависит от вас — можно выбрать прибор, не только эффективно увлажняющий, но и очищающий воздух в помещении. К ним относятся традиционные увлажнители и очистители воздуха –мойки воздуха.





Специалисты-косметологи советуют ни на секунду не забывать, что кожа – это не только поверхностный слой, защищающий внутренние органы, содержащие главный резерв влаги, от негативного внешнего воздействия. Кожа и сама является органом, самым большим в нашем организме. Этому органу нужен постоянный тщательный уход. 12 % всей влаги человеческого организма сосредоточено в роговом слое кожи, имеющем толщину всего лишь сотую часть миллиметра. Увлажнители воздуха, увлажняющие кремы и периодическое обрызгивание лица и видимых частей тела водой, помогут сохранить молодость и цветущий вид вашей кожи. Обратите внимание на модели бытовых увлажнителей воздуха для комнат разной площади:  5 cерия моек воздуха, серия Comfort Plus c электронным управлением (все модели представлены в черном и белом цветах) — они помогут Вам оставаться здоровыми и молодыми дольше.

Возврат к списку

Кожа: строение и функции кожи человека

Что такое кожа
Кожа покрывает все наше тело и является самым крупным органом человека. У взрослого человека площадь кожи составляет около 2 квадратных метров. Вместе с подкожной жировой клетчаткой ее вес составляет в среднем 16-17% от общей массы тела [3].

Она защищает наш организм от окружающей среды, поддерживая его гомеостаз (саморегулирующийся процесс). Кожа обеспечивает естественную терморегуляцию: предотвращает перегрев или переохлаждение организма. Она участвует в дыхании и обменных процессах.
На коже, как в зеркале, отражаются наши эмоции и физическое состояние.

Строение кожи
Если говорить про строение кожи, то она состоит из трех основных слоя: эпидермис, дерма и гиподерма (подкожно-жировая клетчатка).
Рассмотрим строение кожи чуть детальнее.

Эпидермис
Epi переводится с греческого как “над”, dermis — кожа. Эпидермисом называют верхний слой кожи, его толщина около 0,05-0,1 мм [1].
В строении эпидермиса выделяют четыре слоя [2]:
• базальный
• шиповатый
• зернистый
• роговой (наружный слой)
Каждые 3-4 недели происходит обновление эпидермиса. Этот процесс начинается в базальном (зачатковом) слое. Клетки поднимаются к верхнему роговому слою, преобразуясь в другие виды клеток на этом пути.

Клетки на базальной мембране созревают и превращаются в кератиноциты. Кератиноциты делятся и перемещаются ближе к внешнему слою — роговому. По мере выталкивания клеток к поверхности, они становятся более плоскими. В конце они теряют свое ядро, отмирают и превращаются в чешуйки, из которых и состоит роговой слой. Таким образом создается барьер от внешней среды. Процесс обновления рогового слоя постоянен, мы теряем около 40 000 чешуек в минуту. Если кожа здорова этот процесс незаметен глазу. [1].

Дерма
Под эпидермисом находится более глубокий слой — дерма (dermis — кожа). Ее толщина составляет почти 2 мм. Она представлена соединительной тканью, основу которой составляют прочные белковые волокна-коллаген и эластин. Прочной нашу кожу делает коллаген, упругой — эластин.
В дерме расположена сложная сеть из кровеносных и лимфатических сосудов, нервных окончаний,также в дерме расположены волосяные фолликулы, потовые и сальные железы. По строению дерму можно разделить на два уровня: поверхностная папиллярная дерма и глубокая ретикулярная дерма.

Гиподерма (подкожная жировая клетчатка)
Гиподерма ( или subcutis (sub — под, cutis — название дермы и верхнего слоя кожи))- это самый крупный и самый тяжелый слой, без него кожа бы весила 3 кг, а с ним может весить до 20 кг [3].
Благодаря гиподерме, тело человека обретает мягкие черты, без нее четко виднелись бы кости и суставы. В строении этого слоя участвуют рыхлая соединительная ткань и жир. Гиподерма пронизана кровеносными сосудами и нервными окончаниями, но более крупными, чем в дерме.
Конечно, строение кожи гораздо сложнее, но эти три слоя, из которых кожа состоит, представляют собой основные ее “этажи”.

Функции кожи
Функции кожи очень разнообразны и у каждого ее слоя есть свои задачи.
Эпидермис в первую очередь создает защитный барьер и обладает кислотной мантией. Он защищает от воздействия различных вредных веществ и аллергенов, а такжемеханических воздействий. Защитная функция кожи — одна из наиболее важных.
Кислоты на роговом слое понижают pH и связывают воду, сохраняя верхний слой кожи увлажненным. Уровень pH важен для микробиома кожи — совокупности микроорганизмов на поверхности кожи человека которые выполняют важные защитные и регуляторные функции.
В шиповатом слое находятся клетки Лангерганса, которые отвечают за иммунную защиту кожи. Клетки Меркеля тоже расположены в верхнем слое и среди их функций — обеспечение кожной чувствительности [2].
Еще в эпидермисе есть пигментные клетки меланоциты, определяющие цвет кожи и выполняющие функцию защиты от УФ лучей [2].
Дерма регулирует теплоотдачу тела. Чтобы снизить температуру тела, потовые железы выводят влагу на поверхность кожи. Чтобы согреть нас, она уменьшает приток крови к коже что способствует сохранению тепла внутри организма.
Благодаря дерме наша кожа прочная и эластичная. Здесь расположены волосяные фолликулы, из которых растут волосы.
Кровеносные сосуды дермы снабжают кожу кислородом и питательными веществами, поддерживают иммунную систему. Нервные окончания, расположенные в дерме, передают важную информацию мозгу, например о жаре или о боли.
В гиподерме накапливаются и хранятся питательные вещества. Подкожно-жировая клетчатка предотвращает переохлаждение организма. Она создает дополнительную защиту для внутренних органов.
Как видите, невозможно переоценить важность для человека функций кожи.

Уход за кожей

Лицо
Уход за кожей лица зависит от состояния вашей кожи (чувствительность, выделения сальных желез, возрастные изменения и др.) и лучше, чтобы его подобрал дерматолог. Базовый уход включает в себя очищение, увлажнение и защиту от солнца. Средства подбираются индивидуально.

Тело
Одним из основных правил по уходу за кожей является отказ от ежедневного купания с мылом. Каждый день принимать душ без вреда для кожи можно только используя воду, так как у нее нейтральное значение pH. Если вы хотите использовать моющее средство, оно должно быть без запаха, без цвета и почти не должно пениться. Используя мыло, с высоким pH, мы разрушаем защитный барьер, а для полного восстановления эпидермису требуется 4 недели.

Для кожи человека полезнее принимать душ, чем ванну. Так как при долгом лежании в пенной ванне кожа выщелачивается.
Будьте осторожны с различными маслами. Они являются агрессивными очищающими средствами и не подходят для ухода. Из-за частого использования масла на коже могут появиться сухие экземы. Гораздо лучше для выполнения функции увлажнения подходят жиросодержащие кремы, мази или липолосьоны [1].

Ноги
Не стоит агрессивно удалять ороговевший слой, так как он защищает мягкие ткани от сдавливания. Его избыток можно убрать пилкой .
На ороговевшем слое ног могут возникать трещины, и кожа может становится шершавой. Для того, чтобы опасные бактерии не проникали через трещины на коже, можно использовать жирную мазь. Нанесите ее перед сном и оберните стопы в непроницаемую для воздуха пленку. Такая процедура позволит мази проникнуть даже в ороговевший слой [1].

Используемая литература:
1. Адлер Й. Что скрывает кожа. 2 квадратных метра, которые диктуют, как нам жить. М.: Издательство «Э», 2017, с. 13.
2. Быков В.Л. Частная гистология человека. 2 изд. СПб.: СОТИС, 1999, с. 215.
3. Медицинская энциклопедия. Кожа[Электронный ресурс] URL: dic.academic.ru/dic.nsf/enc_medicine/14590

Кожа человека | анатомия | Британника


Полная статья

Изучите, как подкожно-жировой слой снабжает питательными веществами плотную соединительную ткань и эпителиальные клетки.

Анимация и микрофотография, показывающие три слоя кожи: эпидермис, дерму и подкожный слой.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Кожа человека , в анатомии человека, покрытие или покров поверхности тела, которая обеспечивает защиту и получает сенсорные стимулы от внешней среды.Кожа состоит из трех слоев ткани: эпидермиса, самого внешнего слоя, который содержит первичную защитную структуру, роговой слой; дерма — волокнистый слой, поддерживающий и укрепляющий эпидермис; и подкожный слой, подкожный слой жира под дермой, который снабжает питательными веществами два других слоя и который смягчает и изолирует тело.

Отличительные особенности

Узнайте, как регенеративные свойства кожи помогают защитить человеческое тело от внешней среды.

Кожа человека, клетки которой непрерывно генерируются организмом, служит защитным барьером между внутренней частью человеческого тела и окружающей средой.

© MinuteEarth (партнер по изданию Britannica) Посмотрите все видео к этой статье

Очевидное отсутствие волос на теле сразу отличает человека от всех других крупных наземных млекопитающих. Независимо от индивидуальных или расовых различий, человеческое тело кажется более или менее безволосым в том смысле, что волосы настолько рудиментарны, что кажутся отсутствующими; тем не менее, в некоторых областях волосы растут обильно. Эти относительно волосатые места могут быть названы эпигамными областями, и они связаны с социальным и сексуальным общением, либо визуально, либо по запаху желез, связанных с волосяными фолликулами.

Британская викторина

Человеческие органы: факт или вымысел?

Это правда, что мы используем только десять процентов нашего мозга? Сетчатка — это хрусталик в передней части глаза? Разбери эти вопросы и узнай больше о человеческих органах.

Характерные черты кожи меняются от рождения до старости.У младенцев и детей он бархатистый, сухой, мягкий, без морщин и пятен. Дети младше двух лет потеют плохо и нерегулярно; их сальные железы функционируют минимально. В подростковом возрасте волосы становятся длиннее, толще и пигментированнее, особенно на коже черепа, подмышечных впадинах, на лобке и на мужском лице. Увеличивается общая пигментация кожи, загадочным образом появляются локализованные пигментные очаги, часто развиваются угри. Рост волос, потоотделение и секреция сальных желез начинают расцветать.С возрастом анатомические и физиологические изменения, а также воздействие солнечного света и ветра делают кожу, особенно не защищенную одеждой, сухой, морщинистой и дряблой.

Кожа человека больше, чем у любого другого млекопитающего, демонстрирует поразительные топографические различия. Примером может служить различие между ладонями и тыльной стороной ладоней и пальцев. Кожа бровей толстая, грубая и волосатая; что на веках тонкие, гладкие и покрыты почти невидимыми волосками.Лицо редко бывает заметно волосатым на лбу и скулах. Он полностью лишен волос на ярко-красной кайме губ, но у самцов сильно опушен на подбородке и челюстях. Поверхности лба, щек и носа обычно жирные, в отличие от относительно нежирной нижней поверхности подбородка и челюстей. Кожа груди, лобковой области, волосистой части головы, подмышек, живота, подошв ступней и кончиков пальцев различается структурно и функционально так же, как если бы кожа в этих различных областях принадлежала разным животным.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Обшивка приобретает прочность и гибкость благодаря тому, что она состоит из ряда слоев, ориентированных таким образом, что каждый структурно и функционально дополняет другие. Чтобы обеспечить связь с окружающей средой, бесчисленные нервы — некоторые из которых модифицированы как специализированные конечные рецепторные органы, а другие — более или менее бесструктурные — подходят как можно ближе к поверхностному слою, и почти каждый орган кожи окружен клубками тонких сенсорных нервов.

Дерма составляет основную часть кожи и обеспечивает физическую защиту. Он состоит из ассоциации волокон, в основном коллагена, с материалами, известными как гликозаминогликаны, которые способны удерживать большое количество воды, тем самым сохраняя упругость кожи. Сеть растяжимых эластичных волокон сохраняет кожу упругой и восстанавливает ее после растяжения.

Волосяные фолликулы и кожные железы происходят из эпидермиса, но глубоко внедрены в дерму.Дерма обильно снабжена кровеносными сосудами, но ни один из них не проникает в живой эпидермис. Эпидермис получает материалы только путем диффузии снизу. Дерма также содержит нервы и органы чувств на разных уровнях.

Кровеносные и лимфатические сосуды

Кожа человека чрезвычайно хорошо снабжена кровеносными сосудами; он пронизан запутанной, хотя и явно упорядоченной массой артерий, вен и капилляров. Такой приток крови, намного превышающий максимальные биологические потребности самой кожи, свидетельствует о том, что кожа обслуживает кровеносную систему, действуя как охлаждающее устройство.Чтобы помочь в этой функции, потовые железы выливают на его поверхность воду, испарение которой поглощает тепло кожи. Если окружающая среда холодная и необходимо сохранять тепло тела, кожные кровеносные сосуды сокращаются в быстрых, последовательных ритмах, позволяя только небольшому количеству крови проходить через них. Когда окружающая среда теплая, они сокращаются через длительные промежутки времени, обеспечивая свободный кровоток. Во время мышечной нагрузки, когда необходимо отвести большое количество выделяемого тепла, кровоток через кожу максимален.

Кожа не только контролирует температуру тела, но и регулирует кровяное давление. Большую часть кровотока можно контролировать, открывая и закрывая определенные сфинктероподобные сосуды в коже. Эти сосуды позволяют крови циркулировать через периферические капиллярные русла или обходить их, шунтируясь непосредственно из мелких артерий в вены.

Кожа человека пронизана сложной сеткой лимфатических сосудов. В более поверхностных частях дермы крошечные лимфатические сосуды, которые, кажется, заканчиваются слепыми мешочками, функционируют как притоки поверхностной лимфатической сети, которая, в свою очередь, открывается в сосуды, которые постепенно становятся больше в более глубоких частях дермы.Более глубокие и крупные сосуды заключены в рыхлой соединительной ткани, окружающей вены. Стенки лимфатических сосудов настолько дряблые и разрушенные, что часто ускользают от внимания в образцах, подготовленных для микроскопических исследований. Однако их обилие было продемонстрировано путем введения жизненно важных красителей внутрь дермы и наблюдения за очищением от красителя.

Поскольку лимфатические сосуды имеют минимальную мускулатуру или ее стенки отсутствуют, циркуляция лимфы вялая и в значительной степени контролируется такими внешними силами, как давление, действие скелетных мышц, массаж и тепло.Любое внешнее давление, например, даже от неподвижной повязки, препятствует ее течению. Поскольку кожа играет важную роль в иммунологических реакциях организма, ее лимфатический дренаж так же важен, как и его кровеносная сосудистая система.

Поверхность кожи

Неповрежденная поверхность кожи изрезана отверстиями потовых желез и волосяных фолликулов — так называемыми порами — и изрезана пересекающимися линиями, очерчивающими характерные узоры. У всех людей есть примерно одинаковые отметины на любой части тела, но детали уникальны.Линии ориентированы в общем направлении упругого натяжения. Бесчисленное количество их глубоких и мелких, вместе с порами, придают каждой области тела характерную топографию. Как и более глубокие борозды и гребни на ладонях и подошвах, морщины на коже в основном формируются еще до рождения. Мелкие детали каждого участка поверхности тела индивидуальны. Отпечатки пальцев используются как средство идентификации личности, поскольку они имеют высокий рельеф, более четкие узоры и могут быть легко получены.

Некоторые морщинки на поверхности кожи появляются после рождения в результате использования или повреждения. Например, борозды на лбу — это акцент на ранее существовавших врожденных линиях, которые становятся сильно подчеркнутыми в пожилом возрасте. Поскольку с возрастом кожа становится менее упругой, на ней также образуются морщины. Некоторые профессии оставляют на коже следы, которые, в зависимости от продолжительности и степени тяжести, могут быть временными или постоянными.

Ладони рук и подошвы ступней покрыты отчетливыми чередующимися гребнями и бороздками, которые вместе составляют дерматоглифы.Гряды следуют переменным курсом, но их расположение в определенных областях имеет согласованный структурный план. Хотя гребни кажутся непрерывными, они имеют множество разрывов и неровностей, разветвляются и различаются по длине. На каждом небольшом участке поверхности есть детали гребня, которые не совпадают ни у одного человека, ни у другого человека, даже у идентичного близнеца. Эта безошибочная подпись делает дерматоглифы самым известным физическим признаком для идентификации личности.

Кожа: самый большой орган человеческого тела

Кожа — это больше, чем просто мясистая поверхность для прыщей, татуировок и морщин.Согласно данным Университета штата Орегон, кожа является самым большим органом тела, а вместе с волосами, ногтями, железами и нервами является частью покровной системы. Эта система действует как защитный барьер между внешней и внутренней частью тела.

У взрослых кожа составляет около 16 процентов от общей массы тела и занимает площадь около 22 квадратных футов (2 квадратных метра ).

На разных участках тела кожа бывает разной толщины и текстуры.Например, согласно данным Библиотеки здоровья Джонса Хопкинса, кожа под глазами тонкая как бумага, но толстая на подошвах ног и ладонях.

Три слоя ткани

Согласно данным клиники Кливленда, кожа человека состоит из трех слоев ткани: эпидермиса, дермы и гиподермы.

Эпидермис

Эпидермис — это верхний видимый слой кожи, который постоянно обновляется, поскольку омертвевшие клетки кожи ежедневно удаляются.Основные функции эпидермиса:

  • Создание новых клеток кожи . Внизу эпидермиса образуются новые клетки кожи. По мере формирования этих новых клеток им требуется около месяца, чтобы достичь верхнего слоя эпидермиса. Новые клетки заменят старые клетки на поверхности кожи, которые отмерли и постоянно отслаиваются.
  • Придает коже цвет . Эпидермис содержит меланоциты — клетки, вырабатывающие меланин — пигмент, придающий коже ее цвет.Меланин также отвечает за загар и веснушки.
  • Защитная кожа . Кератин, белок, вырабатываемый клетками эпидермиса, придает коже прочность и прочность и защищает ее от высыхания.

Дерма

Дерма — это средний слой кожи, расположенный под эпидермисом. Это самый толстый слой кожи, содержащий нервы и кровеносные сосуды. Здесь также находятся потовые железы, сальные железы и волосяные фолликулы. Согласно Медицинской библиотеке Джонса Хопкинса, дерма придает коже гибкость и прочность.Он состоит в основном из белка коллагена, который делает кожу эластичной и крепкой.

По данным Национальной медицинской библиотеки, дерма выполняет следующие функции:

  • Ощущение боли и прикосновения . Нервные окончания дермы содержат рецепторы, передающие в мозг такие ощущения, как боль, давление, прикосновение, зуд и температура.
  • Производство пота и масел . Потовые железы помогают охладить тело, а сальные железы вырабатывают масла, которые сохраняют кожу мягкой и влажной.
  • Рост волос . Волосяные фолликулы, обнаруженные в дерме, вырастают волосы на голове, лице и теле. Эти волосы также помогают контролировать температуру тела и защищать тело от травм.
  • Доведение крови до кожи . Кровеносные сосуды в дерме питают кожу и помогают контролировать температуру тела. Когда кожа становится слишком горячей, кровеносные сосуды расширяются, выделяя тепло с поверхности кожи, в то время как холод сужает кровеносные сосуды, сохраняя тепло тела.
  • Борьба с инфекцией .Лимфатические сосуды, которые отводят жидкость из тканей и являются важной частью иммунной системы, расположены в дерме. Они помогают предотвратить инфекции и другие вредные вещества.

Гиподерма

Гиподерма, также называемая подкожно-жировой клетчаткой, является самым глубоким слоем кожи. Этот слой состоит в основном из жировой ткани, которая помогает защитить тело от жары и холода. Гиподерма также служит хранилищем энергии для жира. Согласно Библиотеке здоровья Джонса Хопкинса, этот жир обеспечивает мягкую подкладку для внутренних органов, а также мышц и костей и защищает тело от травм.

Общие кожные заболевания

Дерматологи — это врачи, специализирующиеся на лечении заболеваний, нарушений и травм кожи, волос и ногтей. Они лечат общие заболевания, такие как прыщи и бородавки; хронические кожные заболевания, такие как экзема и псориаз; и более серьезные заболевания, такие как рак кожи, по данным Американской академии дерматологии (AAD).

Бородавки и родинки

Бородавки — это доброкачественные (доброкачественные) образования на коже, вызванные вирусом папилломы человека (ВПЧ), согласно AAD.Они часто возникают на руках и подошвах. Иногда на бородавке видны крошечные черные точки.

«Это закупоренные кровеносные сосуды, которые являются обычным явлением при вирусной инфекции папилломы», — сказал доктор Чарльз Е. Кратчфилд, клинический профессор дерматологии в Медицинской школе Университета Миннесоты и медицинский директор дерматологии Кратчфилда.

Лучшее лечение бородавок — вызвать легкое раздражение этих кожных новообразований — обычно путем их замораживания, применения химического вещества, такого как салициловая кислота, или использования лазеров, — чтобы иммунная система могла распознать вирусную инфекцию и избавиться от нее.

Родинки — это еще один тип распространенного образования на коже. Чаще всего они коричневые или черные, но некоторые могут быть красными или телесного цвета, а также могут казаться плоскими или приподнятыми. По словам Кратчфилда, если родинка начинает меняться в размере, цвете или форме, или если она кровоточит и не заживает сама по себе в течение трех недель, ее следует обследовать, чтобы убедиться, что она не перерастает в рак кожи.

Угри и экзема

Угри, заболевание волос и сальных желез, являются одними из наиболее распространенных кожных заболеваний, которые лечат дерматологи, сообщил Кратчфилд Live Science.

По данным клиники Майо, прыщи возникают, когда волосяные фолликулы закупориваются жиром и омертвевшими клетками кожи. По словам Кратчфилда, состояние проявляется в виде красных шишек и прыщей на лице, груди и спине. Для лечения прыщей используются продукты с витамином А (ретинолы предотвращают закупорку волосяных фолликулов), салициловую кислоту (для закрытия пор), пероксид бензоила (для уменьшения количества бактерий) и антибиотики (для уменьшения воспаления).

Экзема выглядит как пятна красной, зудящей, неровной кожи, и наиболее распространенный тип известен как атопический дерматит.Состояние может возникать на любом участке кожи. Иногда он вспыхивает сам по себе, а в других случаях это вызвано определенным триггером, например раздражителем кожи, таким как ядовитый плющ , или воздействием аллергена, согласно Кратчфилду.

Экзему лучше всего лечить с помощью местных противовоспалительных кремов и мазей, которые уменьшают зуд и покраснение. При легких симптомах хорошо работают лекарства, отпускаемые без рецепта, но в более тяжелых случаях может потребоваться рецептурный кортизон.

Рак кожи

Рак кожи — это аномальный рост клеток кожи, наиболее распространенным типом которого является базальноклеточная карцинома, сказал Кратчфилд. По данным Фонда рака кожи, в США ежегодно диагностируется более 4 миллионов случаев базальноклеточного рака. По данным клиники Майо, этот тип рака имеет цвет кожи, розовый или слегка жемчужно-белый цвет и обычно появляется на открытых солнцу участках лица, ушей или шеи. Кратчфилд предупредил, что он редко распространяется на другие части тела, но может быть очень проблематичным, если его не лечить.

Второй по распространенности тип рака кожи — плоскоклеточный рак. По данным AAD, это может выглядеть как розовая или белая шишка, грубое чешуйчатое пятно или язва, которая не заживает.

Самым серьезным раком кожи является меланома, которая выглядит как темное, меняющееся, кровоточащее пятно на коже, сказал Кратчфилд. Этот рак начинается в клетках кожи, вырабатывающих пигмент, и, хотя это самая редкая форма рака кожи, он вызывает большинство смертей от рака кожи.

Дополнительные ресурсы:

Эта статья была обновлена ​​окт.22 августа 2018 г., автор Live Science Contributor, Кари Ниренберг.

Кожа: объяснение структуры и функций

Кожа, занимающая в среднем 20 квадратных футов, является самым большим и тяжелым органом тела. Его наиболее очевидная задача — защищать внутреннюю часть тела от окружающей среды, но кожа — это гораздо больше, чем это.

Помимо своей роли защитного барьера, кожа помогает людям поддерживать нужную внутреннюю температуру и позволяет им ощущать мир через нервные окончания.

Кожа — сложный орган. В среднем квадратный дюйм кожи содержит 650 потовых желез, 20 кровеносных сосудов и более 1000 нервных окончаний. Несмотря на толщину всего в несколько миллиметров, кожа составляет около одной седьмой массы тела человека.

В этой статье мы рассмотрим основы скина, как он устроен, что он делает и как это делается.

Кожа состоит из трех основных слоев — эпидермиса, дермы и гиподермы.

Эпидермис

Эпидермис — это самый внешний слой.Это водостойкий барьер, придающий коже оттенок. Его основные роли:

  • для создания новых клеток кожи
  • для придания коже ее цвета
  • для защиты тела от внешней среды

Люди теряют около 500 миллионов клеток кожи каждый день. Фактически, самые внешние части эпидермиса состоят из 20–30 слоев мертвых клеток.

Эпидермис постоянно производит новые клетки в нижних слоях. В течение примерно четырех недель эти клетки выходят на поверхность, становятся твердыми и заменяют отшелушивающие мертвые клетки.

Кератиноциты — наиболее распространенный тип клеток эпидермиса. Их работа — действовать как барьер против бактерий, паразитов, грибков, вирусов, тепла, ультрафиолетовых (УФ) лучей и потери воды.

Эпидермис не содержит кровеносных сосудов. Цвет кожи зависит от пигмента под названием меланин, который вырабатывается меланоцитами. Они находятся в эпидермисе и защищают кожу от УФ-лучей.

Пять слоев эпидермиса:

  • stratum corneum
  • stratum lucidum
  • stratum granulosum
  • stratum spinosum
  • stratum germinativum

Тонкий слой волокон, известный как базальная мембрана, разделяет эпидермис .

Дерма

Дерма служит соединительной тканью и защищает организм от стресса и напряжения. Это также придает коже прочность и эластичность. Кроме того, его основные роли:

  • для производства пота и масла
  • для обеспечения чувствительности и кровоснабжения кожи
  • для роста волос

Причина, по которой дерма может выполнять эти функции, заключается в том, что в ней находятся волосяные фолликулы, кровеносные сосуды и лимфатические сосуды. Он является домом для ряда желез, в том числе потовых и сальных желез, которые вырабатывают кожный жир — масло, которое смазывает и делает волосы водонепроницаемыми.

Дерма также содержит рецепторы, определяющие давление (механорецепторы), боль (ноцицепторы) и тепло (терморецепторы).

Если дерма сильно растягивается, например, во время беременности, она может порваться. Позже это проявится в виде растяжек.

Дерма далее разделяется на два слоя:

Папиллярная область

Папиллярная область содержит рыхлую соединительную ткань. Он имеет выступы в виде пальцев, которые вдавливаются в эпидермис. Эти выступы придают дерме неровную поверхность и отвечают за рисунок кончиков пальцев человека.

Ретикулярная область

Ретикулярная область содержит плотную, неправильно организованную соединительную ткань. Белковые волокна в ретикулярной области придают коже прочность и эластичность.

Подкожная ткань

Самый глубокий слой кожи — это подкожная клетчатка, гиподерма или подкожный слой. Технически это не часть кожи, но помогает прикрепить кожу к костям и мышцам. Подкожная ткань также обеспечивает кожу нервами и кровоснабжением.

Гиподерма в основном состоит из жира, соединительной ткани и эластина, который представляет собой эластичный белок, который помогает тканям возвращаться к своей нормальной форме после растяжения. Высокий уровень жира помогает изолировать тело и не дает человеку терять слишком много тепла. Жировой слой также действует как защита, укрепляя кости и мышцы.

Некоторые из многих функций кожи включают:

  • Защита от патогенов. Клетки Лангерганса кожи являются частью иммунной системы.
  • Хранение липидов (жиров) и воды.
  • Создание ощущений с помощью нервных окончаний, которые определяют температуру, давление, вибрацию, прикосновение и травму.
  • Контроль потери воды путем предотвращения утечки воды при испарении.
  • Обеспечивает водонепроницаемость за счет предотвращения вымывания питательных веществ с кожи.
  • Помогает с терморегуляцией за счет потоотделения и расширения кровеносных сосудов, что помогает сохранять тело прохладным. «Мурашки» и сужение кровеносных сосудов помогают людям сохранять тепло.

Цвет кожи — это фенотип, который является наблюдаемой чертой, такой как цвет глаз или рост. Цвет получается из-за различных типов пигмента, называемого меланином.

Основная роль меланина заключается в защите кожи от вредного солнечного УФ-излучения, которое может вызвать рак кожи. Когда кожа подвергается воздействию ультрафиолета, меланоциты начинают вырабатывать меланин, создавая загар.

У людей с повышенным содержанием феомеланина кожа будет бледнее. У людей, у которых больше эумеланина, будет более темная кожа.Исследования эволюции показывают, что исторически люди, расположенные ближе к экватору, имели более темную кожу для лучшей защиты от солнечных лучей. С другой стороны, люди в более холодном климате развили более светлую кожу, чтобы лучше поддерживать витамин D.

В целом, у женщин кожа светлее, чем у мужчин. Это может быть связано с тем, что женщинам нужно больше кальция во время беременности и кормления грудью. Витамин D вырабатывается, когда кожа подвергается воздействию солнца, и он важен для усвоения кальция.

Кожа, как и любой другой орган тела, подвержена определенным заболеваниям.К ним относятся:

  • Атопический дерматит: Это воспалительное заболевание кожи, также известное как экзема, характеризуется появлением сухих, красных и зудящих участков кожи.
  • Угри: Это, пожалуй, самое распространенное кожное заболевание. Это происходит, когда волосяные фолликулы забиваются омертвевшими клетками кожи и маслом.
  • Меланома: Тип рака кожи, вызванный чрезмерным воздействием солнечного света.
  • Розацеа: Распространенная сыпь у людей среднего возраста.У них есть склонность к покраснению и небольшие красные бугорки в центре лица.
  • Псориаз: Это аутовоспалительное заболевание кожи. Это вызывает появление красных шелушащихся пятен на коже.
  • Чесотка: Зуд кожи, вызванный чесоточным клещом человека.
  • Опоясывающий лишай: Также называемый опоясывающим герпесом, это болезненная волдыря, вызванная вирусом.
  • Красный плоский лишай: Зудящая сыпь неинфекционного происхождения. Шишки имеют плоские блестящие вершины.

С возрастом кожа человека меняется. Он становится тоньше и его легче повредить. Эпидермис замедляется при замене омертвевших клеток кожи и замедляется процесс заживления. В целом у человека будет меньше кожи и она станет менее эластичной.

Пожилые люди могут обнаружить, что их кожа становится более сухой, раздраженной и тонкой. Кожа может сильнее чесаться, образовываться синяк и легче заражаться.

Кожа претерпевает эти изменения с возрастом по ряду причин.К ним относятся факторы окружающей среды, генетические и клеточные факторы. Гормональные изменения также могут повлиять на кожу, а также воздействие УФ-лучей, что увеличивает риск рака кожи.

Рекомендуемый уход за кожей для пожилых людей уделяет особое внимание увлажнению кожи и защите ее от солнца.

Кожа — это большой сложный орган, выполняющий широкий спектр жизненно важных функций, от защиты людей от патогенов до поддержания нужной температуры тела. Люди не смогли бы жить без кожи.

BIOdotEDU

Что делает скин


Средний взрослый человек покрыт замечательным органом; скин . Этот узкоспециализированный орган выполняет множество функций, которые варьируются от защиты (от атак всех видов), чувствительного интерфейса между внешним миром и миром внутри тела (есть ЛОТ сенсорных нервов и органы, расположенные в кожном слое), регулирование температуры (потоотделение), расположение волос, хранение липидов и изоляция (потеря тепла от тела, которое часто значительно превышает внешнюю температуру ).

Хотя он имеет толщину всего около 2 мм (около 0,07 дюйма), он покрывает около 20 квадратных футов поверхности и весит около 3 килограммов (чуть более 6 фунтов).

В зависимости от того, как их считать, кожа человека состоит из трех слоев.

Эпидермис

Самый внешний слой, который вы видите, — это эпидермис , который является твердым, жестким, защитным (от атак и повреждений, вызванных солнцем) и содержит специализированные клетки, называемые меланоцитами , которые производят пигмент меланин и придают коже характерный цвет.

При покрытии чувствительных частей тела, таких как веки, толщина эпидермиса составляет всего 0,05 мм, но на часто используемых частях тела, таких как ладони рук или подошвы ног, этот слой может быть не менее Толщина 1,5 мм.

Толстый или тонкий, эпидермис состоит из пяти отдельных слоев или областей. В наиболее удаленном от поверхности ( stratum basale ) клетки имеют форму столбцов и постоянно делятся. Они подталкиваются вверх, переходя слоями все ближе и ближе к поверхности, где в конечном итоге сплющиваются и умирают.Внешняя поверхность человеческой кожи мертва и полностью заменяется каждые две недели!

Дерма

Следующий слой — это дерма , толщина которой также может варьироваться в зависимости от того, какую часть тела он покрывает. На спине он может быть толщиной 3,0 мм, а на веках — всего 0,3 мм.

В этой части кожи нет четких слоев, но есть более или менее две области, которые различаются типами волокон, которые распространяются по ним.Внешняя часть состоит из тонких и тонких волокон коллагена , а внутренняя часть имеет более грубые и жесткие волокна коллагена, которые расположены в виде сетки (сетка , ) параллельно поверхности.

Именно в дерме находятся специализированные структуры, такие как волосяные фолликулы, мышцы, поднимающие пили, мышцы (которые прикрепляются к волосяным фолликулам и вытягивают волосы вертикально на холоде), сальные железы, ароматические железы и потовые железы ( эккринных, желез). , расположены кровеносные сосуды и нервы.Именно здесь очень чувствительные нервные клетки (тельца Мейснера и Фатера-Пачини) дают нам ощущение прикосновения и давления.

Гиподерма
(подкожная ткань)

Дальше снаружи находится подкожная клетчатка , panniculus adiposus или подкожная клетчатка . Это слой из клеток адипоцита, и соединительной ткани, который накапливает большое количество липидов и, таким образом, выполняет две важные функции — накопление энергии и теплоизоляцию.

Глубина этого слоя кожи сильно различается в зависимости от того, где он расположен, и от человека.


BIO dot EDU
© 2005, профессор Джон Бламир

Кожа человека защищена четырьмя функционально и фенотипически обособленными популяциями резидентных и рециркулирующих Т-клеток памяти

Т-клетки не только глубоко в коже

Кожа — это больше, чем просто пассивный барьер для инфекции — это динамическое иммунное микросредство.Действительно, кожа взрослого человека является домом для около 20 миллиардов Т-клеток памяти; однако мало что известно о составе и функциях этих клеток. Теперь Watanabe et al. характеризуют четыре различные популяции Т-клеток в коже, две резидентные и две рециркулирующие. Резидентные Т-клетки памяти обладали более мощными эффекторными функциями, чем рециркулирующие клетки, а также различной пролиферативной способностью. Кроме того, рециркулирующие клетки возвращались в кожу с разной скоростью. Эти данные предполагают, что разные популяции Т-клеток в коже могут выполнять особую функцию по защите организма от инфекции.

Abstract

Кожа взрослого человека содержит около 20 миллиардов Т-клеток памяти. Ткани эпителиального барьера инфильтрируются комбинацией резидентных и рециркулирующих Т-клеток у мышей, но относительные пропорции и функциональная активность резидентных Т-клеток по сравнению с рециркулирующими Т-клетками на коже человека не оценивались. Мы отделили резидентов от рециркулирующих Т-клеток у привитых человеком мышей и пациентов с лимфомой, используя алемтузумаб, лекарство, которое истощает рециркулирующие Т-клетки из кожи, а затем проанализировали эти популяции Т-клеток в здоровой коже человека.Все нерециркулирующие резидентные Т-клетки памяти (T RM ) экспрессировали CD69, но большинство из них были CD4 + , CD103 и располагались в дерме, в отличие от исследований на мышах. И CD4 + , и CD8 + CD103 + T RM были обогащены в эпидермисе, обладали мощными эффекторными функциями и имели ограниченную пролиферативную способность по сравнению с CD103 T RM . T RM обоих типов обладали более мощными эффекторными функциями, чем рециркулирующие Т-клетки.Мы наблюдали две различные популяции рециркулирующих Т-клеток: CCR7 + / L-селектин + Т-клетки центральной памяти (T CM ) и CCR7 + / L-селектин Т-клетки, которые мы называем мигрирующими. Т-клетки памяти (Т ММ ). Циркулирующие кожно-тропные T MM занимали промежуточное положение по продукции цитокинов между T CM и эффекторными Т-клетками памяти. У пациентов с кожной Т-клеточной лимфомой злокачественные T CM и T MM вызывали отчетливые воспалительные поражения кожи, а T MM выводился из кожи медленнее после алемтузумаба, что позволяет предположить, что T MM может рециркулировать медленнее.Таким образом, кожа человека защищена четырьмя функционально различными популяциями Т-клеток, двумя резидентными и двумя рециркулирующими, с разными территориями миграции и различными функциональными активностями.

ВВЕДЕНИЕ

Исследования на мышах и людях подтвердили, что кожа и другие ткани эпителиального барьера заселены комбинацией нерециркулирующих резидентных Т-клеток памяти (Т RM ), а также Т-клеток, которые рециркулируют в тканях и из них ( 1 , 2 ).Однако относительные пропорции и функциональная активность резидентных и рециркулирующих Т-клеток в коже никогда не изучались всесторонне, особенно у людей. T RM вызывает псориаз и грибовидный микоз (MF) и участвует во множестве других аутоиммунных и воспалительных состояний человека ( 3 ). Лучшее понимание резидентных и рециркулирующих Т-клеток может привести к новым методам лечения воспалительных заболеваний, опосредованных Т-клетками.

Наши предыдущие исследования пациентов с кожной Т-клеточной лимфомой (CTCL) показали, что лечение алемтузумабом, гуманизированным анти-CD52 антителом, истощило все циркулирующие Т-клетки и очистило кожу от рециркулирующих Т-клеток, но сохранило популяцию нерециркулирующих Т-клеток. RM в коже ( 2 ).Алемтузумаб истощает Т-клетки в кровотоке, но не в коже, потому что он истощается из-за антителозависимой клеточной цитотоксичности, требующей присутствия нейтрофилов и / или естественных клеток-киллеров, типов клеток, которые редко встречаются в периферических тканях человека, таких как кожа, но часто встречаются в тираж ( 2 , 4 ).

В этих исследованиях мы изучали резидентные и рециркулирующие субпопуляции Т-клеток на модели мышей с привитыми людьми и на людях с CTCL, используя алемтузумаб в качестве инструмента для истощения рециркулирующих Т-клеток из кожи.Это позволило нам различать резидентные и рециркулирующие популяции Т-клеток в коже человека и изучить их относительную частоту и эффекторные функции. Мы обнаружили, что кожа человека защищена двумя разными популяциями рециркулирующих Т-клеток и двумя разными популяциями T RM , каждая из которых обладает разными функциональными возможностями.

РЕЗУЛЬТАТЫ

ввели им внутривенно аллогенные мононуклеары периферической крови (PBMC), позволили развиться дерматиту, а затем обработали этих мышей алемтузумабом для истощения рециркулирующих Т-клеток из кожи (рис.1А). В этих исследованиях использовалась неонатальная крайняя плоть, поскольку, основываясь на исследованиях на мышах, показывающих, что T RM образуется в коже после кожных инфекций, мы подозревали, что неонатальная крайняя плоть человека будет иметь немного T RM ( 1 , 5 , 6 ). На самом деле так оно и было. Крайняя плоть новорожденного человека содержала резидентные антигенпрезентирующие клетки (APC), включая CD1a + клетки Лангерганса (LC) и дендритные клетки CD11c + (DC; рис.1, B и C), но содержала очень мало Т-клеток (рис.1, В и Г). В крайней плоти новорожденного было в 4 раза больше DC CD11c + , чем Т-клеток (фиг. 1C), и в 45 раз меньше Т-клеток в крайней плоти, чем в коже здорового взрослого человека (фиг. 1D). Кроме того, в Т-клетках, выделенных из крайней плоти, отсутствовала экспрессия маркеров CD69 и CD103 T RM , которые устойчиво экспрессировались подмножеством Т-клеток кожи взрослого человека (рис. 1E). Таким образом, крайняя плоть новорожденных была отличным источником истощенной Т-лимфоцитами кожи человека, в которой можно было изучать миграцию и дифференцировку вновь образованного Т RM .Аллогенные Т-клетки, введенные внутривенно пересаженным мышам, мигрировали специфически в трансплантат кожи человека и вызвали воспалительный дерматит, характеризующийся миграцией Т-клеток как в дерму, так и в эпидермис (рис. 1, F — H). Напротив, у мышей, которым была трансплантирована крайняя плоть человека, но не вводили внутривенно аллогенные Т-клетки, не было воспаления (рис. 1I). Т-клетки были обнаружены в трансплантате к 1-й неделе после инфузии, а инфильтрат Т-лимфоцитов был максимальным к 3-й неделе (рис. S1). У мышей T RM , генерируемый вирусными инфекциями вирусом простого герпеса (HSV) и вирусом осповакцины, коэкспрессирует CD69 и CD103 ( 5 , 6 ).Подмножество Т-клеток, инфильтрирующих трансплантат кожи человека, активировало CD69 и CD103 после миграции в трансплантат (рис. 1J). CD69 экспрессировался в течение первой недели после проникновения Т-клеток в трансплантат, но повышающая регуляция CD103 была медленнее и достигла пика на 3 неделе (фиг. 1J). Мы сравнили Т-клетки в трансплантатах крайней плоти с клетками, выделенными из здоровой кожи взрослого человека, ткани, которая, как известно, содержит как кожно-тропные CCR7 + / L-селектин + клетки центральной памяти (T CM ), так и нерециркулирующие T . РМ ( 2 , 7 ).Трансплантаты от мышей содержали CCR7 + / L-селектин + кожно-тропные T CM и Т-клетки, которые экспрессировали CD69 и CD103 в пропорциях, аналогичных тем, которые были выделены из кожи взрослого человека, испытавшего антиген (рис. 1K). Популяция Т-клеток CD69 + , лишенная экспрессии CD103, подмножество, о котором не сообщалось у мышей, также наблюдалась в кожных трансплантатах и ​​в здоровой коже человека (фиг. 1K). Процент Т-клеток, экспрессирующих CD69 и CD103 в трансплантированной коже, существенно не отличался от такового, экспрессируемого Т-клетками из здоровой кожи взрослого человека (рис.1л).

Рис. 1. Кожные Т-клетки в модели мыши, привитой человеком, воспроизводят популяции Т-клеток в коже взрослого человека.

( A ) Модель мыши с привитой человеком была использована для различения резидентных и рециркулирующих Т-клеток в коже. Мышам NSG прививали крайнюю плоть человека и внутривенно вводили аллогенные PBMC человека, а алемтузумаб (αCD52) использовали для истощения рециркулирующих человеческих Т-клеток из пересаженной кожи человека. ( B E ) Крайняя плоть человека содержала резидентные APC, но мало Т-клеток.(B) Окрашивание с помощью проточной цитометрии переваренной коллагеназой крайней плоти продемонстрировало, что в крайней плоти присутствовали как CD11c + DC, так и CD1a + . (C) Приблизительно в четыре раза больше DC, чем Т-клеток, присутствовало в крайней плоти, как было определено по проценту жизнеспособных клеток каждого типа в крайней плоти, переваренной коллагеназой. (D) Т-клетки встречались в 45 раз чаще в коже здорового взрослого человека, чем в крайней плоти; показан процент CD3 + Т-клеток в крайней плоти, переваренной коллагеназой, по сравнению с кожей взрослого человека.(E) В нескольких Т-клетках, присутствующих в крайней плоти человека, отсутствовали маркеры, характерные для T RM . Показаны процентные доли Т-клеток, экспрессирующих каждый маркер, в обработанной коллагеназой крайней плоти и коже взрослого человека. Показаны среднее значение и SEM для четырех крайней плоти (от C до E) и семи взрослых доноров кожи (D и E) (тест: t test). ( F H ) Аллогенные PBMC, вводимые внутривенно пересаженным мышам, мигрировали специфически в трансплантат кожи человека и вызывали воспалительный дерматит.Изображения представляют восемь мышей, которым вводили РВМС, и восемь мышей, которым вводили физиологический раствор. (F) Раздел, окрашенный гематоксилином и эозином (H&E), демонстрирующий соединение между мышиной и кожей человека у трансплантированных мышей. (G) Окраска H&E, изображение воспалительного дерматита × 20. (H) Криосрезы трансплантированной кожи человека, иммуноокрашенные на CD3 (красный) и кератин (зеленый). Т-клетки были обнаружены как в дерме, так и в эпидермисе. Дермоэпидермальное соединение обозначено белой линией. ( I ) В отсутствие инфузионных аллогенных РВМС не наблюдалось воспалительного инфильтрата, и в коже не было визуализировано мало Т-клеток или они отсутствовали.( J ) Повышающая регуляция CD69 предшествовала повышающей регуляции CD103 в Т-клетках, мигрирующих в трансплантаты кожи человека. Трансплантаты кожи человека собирали в указанные моменты времени и переваривали коллагеназой, а Т-клетки анализировали на экспрессию CD69 и CD103 с помощью проточной цитометрии. Показаны среднее значение и SEM для двух пересаженных мышей на момент времени (тест: t тест). нс, не имеет значения. ( K и L ) Популяции Т-клеток в трансплантированной коже повторяют те, которые наблюдаются в коже взрослого человека.Показана Т-клеточная экспрессия маркеров T CM (CCR7 / L-селектин) и T RM (CD69 / CD103) по данным проточной цитометрии. Т-клетки выделяли путем расщепления коллагеназой из кожи здорового взрослого человека (HS) или из кожных трансплантатов мышей, подвергнутых инфузии PBMC. Показаны репрезентативные гистограммы (K), а также среднее и SEM экспрессии CD69 и CD103. Показаны среднее значение и SEM трех трансплантатов и семи доноров здоровой кожи (тест: t test).

Алемтузумаб истощает рециркулирующий T

CM из кожных трансплантатов, но сохраняет популяцию Т-клеток в коже

Наши предыдущие исследования у пациентов с CTCL, получавших алемтузумаб, показали, что этот препарат истощает Т-клетки в крови и очищает кожу от рециркулирующих Т-клеток. со временем, но сохранил популяцию нерециркулирующего T RM в коже ( 2 ).Подобно нашим результатам у пациентов с CTCL, лечение мышей с трансплантированной крайней плотью, инъецированных PBMC алемтузумабом приводило к истощению циркулирующих Т-клеток из крови, но сохраняло субпопуляцию Т-клеток в коже (рис. 2, A и B). Напротив, A-dmDT (390) -bisFv (UCHT1), рекомбинантный иммунотоксин, состоящий из дифтерийного токсина, конъюгированного с анти-CD3, полностью истощил Т-клетки как в крови, так и в коже (рис. 2, A и B). У пациентов с CTCL алемтузумаб истощал кожу рециркулирующего CCR7 + / L-селектина + / T CM , популяция, которая также наблюдается в здоровой коже ( 2 , 7 ).Точно так же алемтузумаб истощил как CD4 + , так и CD8 + T CM из кожных трансплантатов на привитых человеком мышах (рис. 2, C и D).

Рис. 2. Алемтузумаб истощает рециркулирующий T CM из кожи мышей, привитых человеком, но сохраняет популяцию Т-клеток кожи.

( A и B ) Человеческие Т-клетки, выделенные из периферической крови (кровь) и переваренные коллагеназой трансплантаты крайней плоти (кожа), окрашенные на CD3 и проанализированные с помощью проточной цитометрии.Образцы получали от мышей с привитыми людьми после лечения либо контрольным иммуноглобулином G (IgG), либо алемтузумабом (αCD52), либо анти-CD3 дифтерийным иммунотоксином A-dmDT (390) -bisFv (UCHT1) (αCD3-DT). Типичные точечные графики (A) и агрегированные данные (B) показаны для четырех мышей, которым инъецировали контрольный IgG (алемтузумаб), шести мышей, которым вводили алемтузумаб, двух контрольных мышей, которым вводили IgG (контроль αCD3-DT), и двух мышей, которым вводили αCD3-DT –Обработанные мыши. ( C ) CCR7 + / L-селектин + T CM присутствовали в крови и коже мышей, привитых к человеку, и истощались в коже под действием алемтузумаба.Показаны Т-клетки, выделенные из крови и кожи контрольных мышей, получавших IgG, и из кожи мышей, получавших алемтузумаб (αCD52) с привитыми людьми. ( D ) Совокупные данные, показывающие истощение CCR7 + / L-селектина + T CM в кожных трансплантатах мышей, привитых человеком, обработанных контрольным IgG (-) или алемтузумабом (+). Показано истощение Т CM среди популяций Т-клеток CD3 + , CD4 + и CD8 + . Показаны среднее значение и стандартная ошибка среднего для трех пересаженных мышей на группу.Для сравнения показано количество CCR7 + / L-селектин + T CM в коже пяти пациентов с CTCL (CTCL) до (-) и после (+) терапии алемтузумабом.

Отдельные популяции нерециркулирующих T

RM существуют у мышей с привитыми людьми и кожи человека

Установлено, что популяции клеток у мышей с привитыми людьми были сопоставимы с популяциями в здоровой коже человека и что алемтузумаб истощил рециркулирующие Т-клетки в этой модели как и у людей (рис.1 и 2), мы решили изучить нерециркулирующие популяции T RM , оставшиеся в трансплантатах кожи человека после лечения алемтузумабом. Подавляющее большинство T RM , остающееся в коже после истощения рециркулирующих Т-клеток алемтузумабом, экспрессировало CD69, а подмножество коэкспрессировало CD103 (фиг. 3A). У мышей, привитых к человеку, Т-клетки CD4 + встречались в четыре раза чаще, чем Т-клетки CD8 + , как до, так и после истощения рециркулирующих Т-клеток алемтузумабом, что позволяет предположить, что клетки CD4 преобладали как в популяции рециркулирующих, так и резидентных Т-клеток в этой модели (рис.3Б). Примерно половина CD8 + T RM экспрессировала CD103, но большая часть CD4 + T RM не экспрессировала (фиг. 3C). При оценке T RM в целом наиболее частой популяцией были CD4 + CD103 Т-клетки, которые составляли около 66% от общей популяции T RM (рис. 3D). CD8 + Т-клетки составляли 17% популяции T RM , и только 26% всей популяции T RM экспрессировали CD103. CD69 + Т-клетки были обнаружены как в эпидермисе, так и в дерме трансплантатов от мышей, которым трансплантировали алемтузумаб, и только часть этих Т-клеток, как в эпидермисе, так и в дерме, коэкспрессировала CD103 (рис.3E). Чтобы подтвердить эти результаты на людях, мы изучили Т-клетки, оставшиеся в коже пациентов с CTCL после терапии алемтузумабом. Мы обнаружили, что аналогично результатам у мышей с привитыми людьми, T RM , оставшийся в коже после алемтузумаба, практически весь экспрессировал CD69, а часть CD4 и CD8 Т-клеток коэкспрессировала CD103 (фиг. 3F). Кроме того, небольшая популяция L-селектина + CCR7 Т-клеток существовала у мышей с привитыми людьми, здоровой кожи и кожи пациентов с CTCL (рис.2C и рис. S3, A, E и F). Эти клетки не были истощены алемтузумабом и коэкспрессировались CD69, что позволяет предположить, что они представляют собой T RM (фиг. 2C и фиг. S3, A, E и F).

Рис. 3. Отдельные популяции нерециркулирующих CD103 + и CD103 T RM существуют у мышей с привитой кожей человека и в коже человека.

( A ) T Клетки RM , оставшиеся в трансплантатах кожи человека мышей после лечения алемтузумабом, экспрессировали CD69, а подгруппа коэкспрессировала CD103.( B ) Относительное процентное содержание Т-клеток CD4 + и CD8 + в трансплантатах кожи человека существенно не изменилось после лечения алемтузумабом. Показаны проценты от общего количества CD4 + и CD8 + Т-клеток у трех контрольных мышей, получавших IgG– и четырех мышей, получавших алемтузумаб (αCD52) (тест: тест t ). ( C ) Большинство клеток CD4 + T RM были CD69 + / CD103 , тогда как большинство CD8 + Т-клеток экспрессировали как CD69, так и CD103.( D ) CD4 + / CD69 + / CD103 Т-клетки были наиболее частой популяцией Т RM у мышей, получавших алемтузумаб с привитыми людьми. Показаны относительные проценты указанных подмножеств T RM . ( E ) CD103 + и CD103 T RM были обнаружены как в эпидермисе, так и в дерме мышей, привитых человеком, после лечения алемтузумабом. ( F ) Подтверждающие исследования на людях продемонстрировали, что CD103 + и CD103 T RM также присутствуют в коже человека после лечения алемтузумабом.Показаны CD3 + Т-клетки, выделенные из здоровой кожи (верхний ряд гистограмм) и кожи пациента с CTCL после лечения алемтузумабом (нижний ряд гистограмм). Подобно находкам у мышей с привитыми людьми, CD69 экспрессировался практически всеми T RM ; Наблюдались CD4 + и CD8 + T RM обоих подмножеств; и CD4 + Т-клетки чаще были CD103 , тогда как CD8 + T RM чаще были CD103 + .Результаты являются репрезентативными для данных трех пролеченных пациентов.

Кожа человека, подвергшаяся воздействию антигена, содержит две фенотипически и функционально разные популяции T

RM

Исследования на мышах, перенесших прививку человека, и пациентов с CTCL, получавших алемтузумаб, продемонстрировали наличие двух разных популяций CD69 + нерециркулирующих T RM в коже: один с экспрессией CD103, другой — без. Однако относительный процент и эффекторные функции клеток в мышиной модели и у пациентов с Т-клеточной лимфомой, связанной с T-хелпером 2 (T H 2), вряд ли будут отражать те, которые наблюдаются в здоровой коже человека ( 8 11 ).Поэтому мы извлекли и изучили Т-клетки из кожи здорового взрослого человека, ткани, в которой предположительно накопился T RM за многие годы инфекций и воздействия антигенов.

В коже мышей наиболее часто наблюдаемой и хорошо описываемой субпопуляцией T RM являются интраэпителиальные CD8 + CD103 + Т-клетки, и Т-клетки этого фенотипа также наблюдались после инфицирования ВПГ у людей ( 5 , 6 , 12 , 13 ).Чтобы изучить расположение и пропорцию T RM в коже человека, мы ферментативно расщепили кожу на эпидермис и дерму и изолировали популяции Т-клеток путем расщепления коллагеназой (рис. 4, от A до C). CD4 + и CD8 + Т-клетки, коэкспрессирующие CD69 и CD103, были очевидны как в эпидермисе, так и в дерме, хотя CD103 + T RM обоих субпопуляций чаще встречались в эпидермисе. CD69 + CD103 T RM были более распространены в дерме, и оба CD4 + и CD8 + Т-клетки имели этот фенотип.CD69 Т-клетки, называемые рециркулирующими Т-клетками, были наименее частой популяцией Т-клеток как в эпидермисе, так и в дерме (рис. 4, B и C).

Рис. 4. Две фенотипически и функционально различные популяции T RM существуют в здоровой коже взрослого человека.

( A, C ) Кожу взрослого человека ферментативно разделяли на эпидермис и дерму. Затем Т-клетки выделяли и анализировали с помощью проточной цитометрии на экспрессию маркеров CD69 и CD103 Т RM .Показаны репрезентативные гистограммы (A) и агрегированные данные от пяти доноров (B и C). Процентное содержание CD69 + / CD103 + (CD103 + T RM ), CD69 + / CD103 (CD103 T RM ) и CD69 (рециркулирующие) Т-клетки в процентах от отдельных подмножеств CD4 + и CD8 + показаны на (B), и показаны пропорции каждого в CD3 + Т-лимфоцитах в целом (C) .CD103 + T RM , оба CD4 + и CD8 + , наиболее часто встречались в эпидермисе, тогда как CD103 T RM , как в CD4 + , так и в CD8 + T-клетках , чаще встречались в дерме. Рециркулирующие Т-клетки составляли меньшинство среди популяций Т-клеток CD4 + и CD8 + в коже. ( D ) CD103 + T RM превосходили другие подмножества Т-клеток в продукции эффекторных цитокинов.Показана относительная продукция указанных эффекторных цитокинов CD69 + / CD103 + (CD103 + T RM ), CD69 + / CD103 (CD103 T RM ) и CD69 / CD103 (рециркулирующие) Т-клетки, выделенные из здоровой кожи человека. Подмножества Т-клеток выделяли либо из нефракционированной кожи (вся кожа), либо только из эпидермиса, либо только из дермы. Показаны среднее значение и SEM анализов от трех доноров (вся кожа) и пяти доноров (эпидермис и дерма) [тест: односторонний дисперсионный анализ (ANOVA)].

Затем мы изучили функциональные возможности T RM и рециркулирующих подгрупп из всей кожи, эпидермиса и дермы. В целом, продукция цитокинов двумя отдельными подмножествами T RM была выше, чем наблюдаемая в рециркулирующих Т-клетках, что согласуется с их ролью в качестве резидентных иммунных дозорных (рис. 4D). Продукция эффекторных цитокинов CD103 + T RM также имела тенденцию быть более устойчивой, чем CD103 T RM , особенно в отношении продукции интерферона-γ (IFN-γ), фактора некроза опухоли-α (TNFα) и интерлейкин-22 (IL-22).Вместе эти результаты демонстрируют, что две фенотипически и функционально различные популяции T RM существуют как в компартментах Т-клеток CD4 + , так и в компартментах Т-клеток CD8 + в коже человека. CD103 + Т-клетки были обогащены в эпидермисе и имели тенденцию к увеличению продукции эффекторных цитокинов, тогда как CD103 T RM чаще встречались в дерме и имели немного более низкие, но все же очень мощные эффекторные функции по сравнению с рециркуляцией. Т-клетки.

Чтобы изучить относительную пролиферативную способность двух субпопуляций T RM в здоровой коже, мы сначала выделили Т-клетки из эпидермиса и дермы как популяции, обогащенные и истощенные по CD103, соответственно. Т-клетки, выделенные из эпидермиса, сохраняли экспрессию CD103, но быстро теряли функциональную активность и подвергались апоптозу после удаления из кожной среды, подобно поведению CD103 + T RM , выделенных из мозга мыши после заражения вирусом везикулярного стоматита ( 14 ) (рис.S2, от A до E). Чтобы изучить антигенные реакции и пролиферативную способность без удаления Т-клеток с кожи, мы вводили стимулирующие анти-CD3 и анти-CD28 антитела или антиген, полученный из убитых нагреванием Candida albicans или Staphylococcus aureus непосредственно в эксплантаты кожи человека. Введенные эксплантаты кожи культивировали в течение 2 недель, после чего собирали Т-клетки. Пролиферацию оценивали окрашиванием на Ki-67, а продукцию цитокинов анализировали с помощью внутриклеточной проточной цитометрии после кратковременной стимуляции форбол 12-миристат 13-ацетатом (PMA) и иономицином (рис.5). В обоих Т-клетках CD4 + и CD8 + пролиферация была наибольшей в подгруппе CD103 T RM в ответ на стимуляцию как антителами, так и антигенами, хотя различия достигли значимости только в Т-клетках CD4 + ( Рис.5, А и В). Продукция TNFα, как правило, была выше в популяции CD103 + (рис. 5, B и D). В совокупности эти исследования предполагают, что CD103 + T RM обладает превосходными эффекторными функциями, но имеет ограниченную пролиферативную способность.

Рис. 5. CD103 + T RM имеют более низкую пролиферативную способность, но повышенную эффекторную функцию.

Кожные эксплантаты инъецировали фосфатно-солевым буфером (PBS), стимулирующими анти-CD3 и анти-CD28 антителами (αCD3) или убитыми нагреванием экстрактами C. albicans и S. aureus . ( A и C ) Две недели спустя Т-клетки, которые мигрировали из кожи, были собраны, и пролиферация CD4 + T RM (A) и CD8 + T RM ( C) анализировали окрашиванием на Ki-67 и анализом проточной цитометрии.Продукция TNFα определялась окрашиванием внутриклеточных цитокинов и анализом проточной цитометрии после стимуляции PMA и иономицином. ( B и D ) Результаты для CD4 + T RM (B) и CD8 + T RM (D). Результаты показаны для CD69 + / CD103 + (CD103 + T RM ) и CD69 + / CD103 (CD103 T RM ). Показаны среднее значение и SEM трех доноров (PBS) и шести доноров (все другие условия) (тест: t test).

Т-клеточная индукция CD103 усиливается при контакте с кератиноцитами, зависит от трансформирующего фактора роста β и не зависит от адгезии Т-клеточных кератиноцитов

В моделях вирусной кожной инфекции на мышах экспрессия CD103 Т-клетками требует проникновения в эпидермис и зависит на трансформирующий фактор роста — β (TGFβ) ( 15 , 16 ). У мышей, привитых к человеку, Т-клетки, которые мигрировали в эпидермис, имели более высокий уровень CD103-положительности, чем дермальные Т-клетки (рис.6, А и Б). Чтобы определить, может ли контакт кератиноцитов индуцировать повышающую регуляцию CD103 Т-лимфоцитов человека, мы культивировали Т-клетки, стимулированные гранулами αCD3 / αCD2 / αCD28, на монослоях кератиноцитов или фибробластов, находящихся в прямом контакте или разделенных трансвеллерами. Повышающая регуляция CD103 усиливалась за счет прямого контакта с кератиноцитами (фиг. 6C). Чтобы определить, участвуют ли адгезивные взаимодействия между Т-клетками и кератиноцитами в передаче сигналов, необходимых для индукции CD103, мы включили блокирующие функцию антитела против E-кадгерина, LFA-1 и интегринов β -1 в монослойные культуры Т-клеток и кератиноцитов (рис.6D). Блокирование адгезивных взаимодействий не влияло на повышающую регуляцию CD103, но нейтрализующие антитела против TGFβ снижали индукцию CD103. Дополнительные исследования в трансвеллерах и в прямых совместных культурах продемонстрировали, что нейтрализация TGFβ снижает повышающую регуляцию CD103, вызванную контактом с кератиноцитами, и что рекомбинантный человеческий TGFβ заметно увеличивает индукцию CD103 как в присутствии, так и в отсутствие контакта с кератиноцитами (рис. 6, E и F). ). Хотя адгезивные взаимодействия между E-кадгерином кератиноцитов и CD103 не участвовали в стимуляции индукции CD103, эти взаимодействия действительно функционировали, чтобы закрепить Т-клетки на монослоях кератиноцитов.

Рис. 6. Индукция CD103 Т-клеток усиливается контактом с кератиноцитами, зависит от TGFβ и не зависит от адгезионных взаимодействий с кератиноцитами Т-клеток.

( A и B ) У мышей с привитыми людьми Т-клетки, которые мигрировали в эпидермис, имели более высокую скорость активации CD103, чем дермальные Т-клетки. (A) Репрезентативные иммуноокрашивания кожных трансплантатов крайней плоти человека через 3 недели после внутривенной инъекции CD103 PBMC. CD103 + Т-клетки были преимущественно локализованы в эпидермальном компартменте.Дермо-эпидермальное соединение выделено белой линией. (B) Среднее значение и SEM восьми отдельных экспериментов (тест: t тест). ( C ) Контакт с кератиноцитами индуцировал повышенную регуляцию CD103 в Т-клетках CD4 + из крови человека, стимулированных гранулами αCD3 / αCD2 / αCD28. CD4 + Т-клетки были выделены из периферической крови человека разделением магнитных шариков, а затем совместно культивированы в прямом контакте с конфлюэнтными монослоями кератиноцитов (ker) или фибробластов (fib) человека или в транс-лунках, отделенных от монослоев кератиноцитов или фибробластов (косвенно) на 1 неделю в присутствии шариков αCD3 / αCD2 / αCD28.Затем экспрессию CD103 оценивали с помощью иммуноокрашивания и анализа проточной цитометрии. Показаны среднее значение и стандартная ошибка среднего из четырех отдельных экспериментов (тест: ANOVA). ( D ). Блокирование адгезивных взаимодействий с кератиноцитами не влияет на повышающую регуляцию CD103, но нейтрализация TGFβ действительно снижает индукцию CD103. CD4 + Т-клетки культивировали на конфлюэнтных монослоях кератиноцитов человека в течение 1 недели в присутствии гранул αCD3 / αCD2 / αCD28 и указанных контрольных и блокирующих функцию антител.Показаны среднее значение и стандартная ошибка среднего из четырех экспериментов (тест: ANOVA). ( E и F ) TGFβ-нейтрализующие антитела уменьшались, а экзогенный TGFβ увеличивал индукцию CD103. Т-клетки культивировали в трансвеллерах напротив монослоев кератиноцитов (E) или непрямого контакта с монослоями кератиноцитов (F) в течение 1 недели в присутствии шариков αCD3 / αCD2 / αCD28 и указанных нейтрализующих антител к TGFβ (αTGFβ) или рекомбинантного человеческого TGFβ (hTGFβ). ). Показаны среднее значение и стандартная ошибка среднего из двух отдельных экспериментов (тест: ANOVA).( G ) Антитела, блокирующие функцию E-кадгерина, ингибировали адгезию Т-клеток к монослоям кератиноцитов. CD4 + Т-клетки культивировали на конфлюэнтных монослоях кератиноцитов человека в течение 1 недели в присутствии шариков αCD3 / αCD2 / αCD28 в присутствии изотипического контроля или антител, блокирующих функцию E-кадгерина. Неприкрепленные Т-клетки удаляли промыванием, а затем прикрепленные Т-клетки элюировали из лунок обработкой трипсином / ЭДТА. Показаны среднее значение и SEM количества прикрепившихся клеток на лунку из трех отдельных экспериментов (тест: t test).

Кожа человека также содержит две отдельные популяции рециркулирующих Т-клеток памяти

Ранее мы сообщали, что здоровую кожу человека патрулировала кожно-тропная популяция T CM , которая коэкспрессирует оба рецептора, возвращающие к коже (CLA / CCR4), и маркеры центральной памяти (CCR7 / L-селектин) и были истощены при терапии алемтузумабом ( 2 ). Однако при рассмотрении наших результатов мы обнаружили, что и здоровая кожа, и кожа пациентов с CTCL содержали отдельную популяцию CCR7 + / L-селектин Т-клеток (рис.7, А и Б). CCR7 + / L-селектин Т-клетки были ограничены дермой и отсутствовали в эпидермисе (рис. S3A). Около трети CCR7 + / L-селектина Т-клеток коэкспрессировали CD69, что позволяет предположить, что они могут быть Т-клетками в переходном состоянии, но оставшиеся CCR7 + / L-селектин / CD69 Т-клетки составляли значительную часть Т-клеток как у здоровой кожи, так и у пациентов с CTCL (рис. 7B). Эти Т-клетки были истощены у пациентов с CTCL при терапии алемтузумабом, демонстрируя, что они представляют собой рециркулирующую популяцию Т-клеток (рис.7, А и Б). У мышей экспрессия CCR7 необходима для выхода из периферических тканей через лимфатические сосуды, и было обнаружено, что рециркулирующая популяция CD4 + / CCR7 + / L-селектин lo Т-клеток у мышей Kaede рециркулирует из кожи в CCR7-зависимый способ ( 17 19 ). CCR7 + / L-селектин — клетки , которые мы будем называть Т-лимфоцитами миграционной памяти (Т MM ), присутствовали в аналогичных пропорциях как в здоровой коже, так и среди доброкачественных незлокачественных Т-клеток у пациентов с CTCL, и эти клетки были полностью истощены терапией алемтузумабом (рис.7Б). Т MM составлял большую часть как CD4 + , так и CD8 + CLA + кожно-тропных Т-клеток в крови здоровых доноров-людей, подтверждая, что Т-клетки действительно рециркулируют между кровью и кожей (рис. 7C, типичные гистограммы на фиг. S4). Затем мы выделили кожно-тропные (CLA + ) T CM , T MM и эффекторные Т-клетки памяти (T EM ) из ​​крови человека и сравнили их относительные функциональные возможности после стимуляции PMA и иономицином, а затем комплексный клеточный фенотип по данным масс-цитометрии CyTOF (рис.7D). В целом, продукция эффекторных цитокинов T MM была промежуточной между T EM и T CM . Продукция провоспалительных эффекторных цитокинов T H 1, T H 17 и T H 22 была самой высокой в ​​T EM , но продукция цитокинов T H 2 (IL-4 и IL-13) была самой высокой. в Т СМ . TNFα продуцируется на высоком уровне всеми субпопуляциями Т-клеток. Несмотря на незначительные различия, продукция IL-2, о которой ранее сообщалось как об особенности T CM , которая может придавать им устойчивость к апоптозу, имела тенденцию быть выше в рециркулирующих популяциях T CM и T MM , чем в T EM. ( 20 ).

Рис. 7. CCR7 + / L-селектин Т-клетки составляют вторую особую популяцию рециркулирующих Т-клеток в коже человека.

( A ) CCR7 + / L-селектин Т-клетки присутствовали в здоровой коже человека и коже пациентов с CTCL и были истощены терапией алемтузумабом. ( B ) Доля Т MM (CCR7 + / L-селектин / CD69 Т-клетки) у 10 здоровых доноров кожи (NS) и 10 пациентов с CTCL до (untx) и после ( αCD52) терапия алемтузумабом (тест: t тест).( C ) T MM являются наиболее частой популяцией Т-клеток памяти CLA + в крови человека. Относительные проценты CCR7 + / L-selectin + T CM , CCR7 + / L-selectin T MM и CCR7 / L-selectin T Показаны Т-клетки EM в Т-клетках CD4 + и CD8 + из периферической крови человека. Показаны среднее значение и стандартная ошибка среднего для четырех доноров. Репрезентативные гистограммы представлены на рис.S4. ( D ) Эффекторные функции циркулирующего T MM являются промежуточными между функциями T CM и T EM . Для (C) и (D) Т-клетки выделяли из периферической крови, стимулировали PMA и иономицином в присутствии ингибитора выделения L-селектина, окрашивали на поверхностные маркеры и внутриклеточно на продукцию цитокинов, а затем анализировали с помощью масс-спектрометрии CyTOF. . Показаны среднее значение и стандартная ошибка среднего четырех доноров (тест: ANOVA).

T

MM связаны с развитием расширяющихся кожных поражений у пациентов с CTCL и истощаются с кожи медленнее, чем T CM

CLA + кожно-тропический CCR7 + / L-селектин T MM явно рециркулируют между кровью и кожей человека, о чем свидетельствует их присутствие в обоих участках и их истощение алемтузумабом у пациентов с CTCL.Ожидается, что T MM , покидая кожу через лимфатические сосуды, попадет в дренирующие кожу лимфатические узлы и, в конечном итоге, снова войдет в кровоток через грудной проток. Однако в этих клетках отсутствует L-селектин, и они, вероятно, не могут получить доступ к лимфатическим узлам из крови, как думают наивные Т-клетки и T CM , мигрируя по участкам высокого эндотелия ( 21 , 22 ). Вместо этого ожидается, что эти Т-клетки вернутся обратно в кожу. Чтобы изучить биологическое поведение этих клеток у людей in vivo, мы изучили пациентов с CTCL со злокачественными Т-клетками, которые экспрессировали маркеры T MM .Ранее мы наблюдали, что пациенты с классическим синдромом Сезари, состоящим из клинической триады диффузной эритемы кожи, увеличения лимфатических узлов, дренирующих кожу и другие органы, и циркулирующих злокачественных Т-клеток в крови, имеют злокачественные Т-клетки с фенотип кожно-тропного Т CM ( 2 , 23 ). CLA + T Ожидается, что CM будет рециркулировать между кожей, кровью и лимфатическими узлами в соответствии с нашим текущим пониманием трафика, и именно здесь злокачественные Т-клетки накапливаются у пациентов Сезари.Более того, мы обнаружили, что злокачественные Т-клетки фенотипа CLA + T CM индуцировали у пациентов диффузную эритему кожи и что эта диффузная эритема была лучшим клиническим предиктором полной ремиссии в ответ на терапию алемтузумабом (рис. 8A). ) ( 24 ). Тем не менее, пациенты имеют множество клинических проявлений, и мы обнаружили, что у некоторых пациентов наблюдаются эритематозные поражения кожи с нечеткими границами, в отличие от пациентов с синдромом Сезари, у которых наблюдается диффузная эритема, и пациентов с МФ, которые имеют с фиксированными, рецидивирующими и резко очерченными воспалительными поражениями кожи (рис.8). Мы обнаружили, что пациенты со злокачественными Т-клетками, которые имели фенотип CCR7 + / L-селектин T MM , имели тенденцию иметь поражение только лимфатических узлов, дренирующих кожу, и имели расширяющиеся воспалительные поражения кожи с тяжелыми заболеваниями. определены границы (рис. 8, B – D). У одного пациента злокачественные Т-клетки в крови и коже представляли собой комбинацию T CM и T MM . У этого пациента фоновая диффузная эритема, а также более дискретные поражения кожи при поступлении (рис.8E). После 18 дней приема алемтузумаба повторная биопсия кожи показала, что T CM был частично истощен, но большое количество T MM осталось в коже. Это было связано с разрешением диффузной эритемы, но сохранением эритематозных поражений кожи. В совокупности отсутствие заболевания лимфатических узлов, клинические проявления этих поражений и тот факт, что T CM выводился из кожи быстрее, чем T MM после терапии алемтузумабом, позволяют предположить, что T MM действительно циркулирует в крови. и кожа, исключены из лимфатических узлов и могут рециркулировать медленнее, чем T CM .

Рис. 8. У людей с CTCL злокачественные Т-клетки с фенотипом T MM были связаны с расширением кожных поражений с нечеткими границами и выводились из кожи медленнее, чем T CM после терапии алемтузумабом. У пациентов с

( A ) CTCL со злокачественными Т-клетками фенотипа T CM (CCR7 + / L-селектин + ) наблюдалась диффузная эритема кожи. ( B D ) Напротив, пациенты с CTCL, у которых злокачественные Т-клетки имеют фенотип T MM (CCR7 + / L-селектин ) в пораженной коже (B и C) или крови (D), представлен расширяющимися отдельными кожными поражениями с нечеткими границами.( E ) Пациент, у которого были злокачественные Т-клетки обоих фенотипов T CM и T MM , имел как диффузную эритему при представлении, так и отдельные кожные поражения с нечеткими границами. Пациенту была назначена терапия алемтузумабом, и через 18 дней была проведена повторная биопсия кожи. ( F ) Через восемнадцать дней после начала приема алемтузумаба дискретная эритема отступила, оставив нечеткие поражения кожи. Анализ Т-клеток кожи продемонстрировал относительное истощение T CM , но сохранение T MM в коже.

ОБСУЖДЕНИЕ

Поверхность кожи здорового взрослого человека содержит около 20 миллиардов различных Т-клеток памяти с мощными эффекторными функциями ( 7 ). Наши предыдущие исследования с участием пациентов с CTCL, получавших алемтузумаб, продемонстрировали, что кожа человека содержит комбинацию резидентных и рециркулирующих Т-клеток памяти, но относительная частота и функциональная активность этих подгрупп остаются нехарактеризованными ( 2 ). В текущих исследованиях мы использовали алемтузумаб в качестве инструмента для истощения рециркулирующих Т-клеток из кожи, чтобы различать популяции рециркулирующих и T RM .

Мы разработали привитую человеком модель мыши для изучения резидентных и рециркулирующих популяций Т-клеток в коже. Мышам с иммунодефицитом прививали крайнюю плоть новорожденного человека, ткань, которая содержит резидентные LC и DC, но мало Т-клеток. Малочисленность резидентных Т-клеток в трансплантате позволила нам быть более уверенными в том, что Т-клетки, наблюдаемые в коже после аллогенной внутривенной инфузии РВМС, были получены из внутривенно введенных Т-клеток. T RM обычно образуются в результате кожных инфекций.Мы воспользовались тем фактом, что резидентные APC, вероятно, активируют Т-клетки, мигрирующие в трансплантат из крови посредством прямого алло-узнавания, прямого распознавания главного комплекса гистосовместимости (MHC) I и II аллогенными CD8 + и CD4 + Т-клетки соответственно. Прямое алло-распознавание вызывает устойчивый поликлональный Т-клеточный ответ, вовлекающий до 10% Т-клеток ( 25 ). То есть мы использовали аллогенный Т-клеточный ответ для взаимодействия с Т-клеточным рецептором (TCR) и запуска программы дифференцировки T RM в трансплантированной коже.Мы наблюдали развитие CD69 + и CD103 + Т-клеток в трансплантированной коже в пропорциях, аналогичных таковым в коже взрослого человека. Однако распознавание антигена аллогенных тканей, вероятно, продолжается у мышей, привитых к человеку, и некоторые CD103 Т-клетки могут находиться в процессе перехода на CD103 + T RM .

Затем мы обработали этих мышей алемтузумабом, чтобы отличить рециркулирующие подгруппы от T RM .Подобно нашим предыдущим результатам у пациентов с CTCL, получавших алемтузумаб, алемтузумаб очистил кожу от рециркулирующего T CM , но сохранил популяцию Т-клеток в коже. Напротив, иммунотоксин A-dmDT (390) -bisFv (UCHT1), рекомбинантный дифтерийный иммунотоксин против CD3, который в настоящее время проходит испытания для лечения CTCL, полностью истощил Т-клетки как в крови, так и в коже пересаженных мышей ( 26 ).

Мы наблюдали, что практически все Т-клетки, оставшиеся в коже пересаженных мышей после алемтузумаба, экспрессировали CD69, и аналогичные результаты наблюдались у пациентов с CTCL, получавших алемтузумаб.У мышей нерециркулирующий Т RM , полученный в результате экспериментальных инфекций, экспрессировал CD69, и было показано, что популяции Т-клеток в периферических тканях человека также экспрессируют этот маркер ( 1 , 7 , 27 ). CD69 подавляет активность сфингозин-1-фосфатного рецептора 1 (S1P1), и было обнаружено, что подавление S1P1 у мышей необходимо для удержания CD8 + T RM в коже ( 16 , 28 ). Однако на людях никогда не было убедительно продемонстрировано, что CD69 идентифицирует пул нерециркулирующих Т-клеток в периферических тканях.Наши исследования на мышах с привитыми людьми и на людях, получавших алемтузумаб, демонстрируют, что CD69 является отличным маркером нерециркулирующего T RM в коже человека.

Большинство T RM , генерируемых вирусными инфекциями у мышей, представляют собой сидячие CD8 + Т-клетки, экспрессирующие CD69 и CD103, локализованные в эпителии, хотя кожные CD4 + T RM с большей подвижностью также наблюдались после Инфекция HSV ( 1 , 5 , 6 , 29 ).Наши исследования на привитых мышах, пациентах с CTCL и здоровой коже человека демонстрируют, что большинство Т RM кожи человека представляют собой дермальные Т-клетки CD4 + , у которых отсутствует экспрессия CD103. Однако мы обнаружили, что Т-клетки CD103 + , как CD4 + , так и CD8 + , обогащены эпидермисом. Что касается их функциональных возможностей, CD103 + T RM обладали более мощными эффекторными функциями, но меньшей пролиферативной способностью. Т-клетки, выделенные из эпидермиса, которые обогащены CD103 + T RM , быстро подвергались апоптозу при удалении из микросреды кожи и обладали плохой пролиферативной способностью; эти результаты очень похожи на поведение CD103 + T RM , выделенного из мозга мышей после заражения вирусом везикулярного стоматита ( 14 ).

Было показано, что повышающая регуляция CD103 кожными Т-клетками на моделях мышей происходит после проникновения в эпидермис и зависит от TGFβ ( 15 ). Второе исследование показало, что IL-33 и TNFα также могут вносить свой вклад ( 16 ). Мы наблюдали у мышей с привитыми людьми, что Т-клетки, которые мигрировали в эпидермис, имели более высокие уровни CD103, чем дермальные Т-клетки. Предполагая, что контакт с кератиноцитами может участвовать в повышении регуляции CD103, мы обнаружили, что прямое культивирование стимулированных Т-клеток крови с монослоями кератиноцитов усиливает экспрессию CD103 способом, который зависит от TGFβ, но не требует адгезионных взаимодействий между Т-клетками и кератиноцитами.Более того, экзогенный TGFβ заметно усиливал индукцию CD103 в присутствии или в отсутствие прямого контакта с кератиноцитами. Хотя передача сигналов от интегрина и адгезивных взаимодействий, опосредованных CD103-E-cadherin, не усиливает повышающую регуляцию CD103, взаимодействия CD103-E-cadherin действительно служат для привязки T-клеток к монослоям кератиноцитов. В совокупности эти исследования предполагают, что CD103 в человеческих Т-клетках активируется с помощью TGFβ, продуцируемого в эпидермальном компартменте. Хотя адгезивные взаимодействия с кератиноцитами не вызывают повышающую регуляцию CD103, CD103, вероятно, участвует в связывании Т-клеток в эпидермальном компартменте.

Таким образом, мы обнаружили, что кожа человека населена комбинацией CD103 + и CD103 T RM , с преобладающим CD4 + T RM . Преобладание CD4 + T RM в коже человека может отражать разнообразие воздействия антигена, с которым сталкиваются люди на протяжении всей их жизни.

Большинство моделей мышей поколения T RM используют вирусы для индукции образования T RM , включая инфекцию HSV и коровьей оспы, и эти мыши содержатся в условиях барьера, свободного от патогенов, для предотвращения других инфекций ( 5 , 6 ).Напротив, наши здоровые взрослые доноры кожи человека будут подвергаться сочетанию вирусных, бактериальных, грибковых и, возможно, паразитарных инфекций. Стоит отметить, что антигенные особенности кожи человека T RM представляют собой ценную иммунологическую запись о том, с какими инфекционными патогенами и антигенами человек сталкивался в течение своей жизни. Более того, в цитокиновых и эффекторных функциях этих Т-клеток закодирована история того, как эти люди победили каждый патоген.В настоящее время не существует методов, позволяющих экстраполировать специфичность антигена из последовательностей TCR. Однако, как только такие методы будут разработаны, мы сможем исследовать иммунологический анамнез человека по Т-клеткам, остающимся в их коже. Недавние исследования на мышах показали, что воздействие кожных антигенов заставляет отдельные наивные Т-клетки дифференцироваться в примерно равное количество резидентных Т RM и рециркулирующих Т CM , предполагая, что иммунные реакции в коже генерируют идентичные резидентные и рециркулирующие Т-клеточные субпопуляции TCR. ( 30 ).

Мы идентифицировали рециркулирующие субпопуляции Т-клеток, изучая популяции Т-клеток, которые были истощены с кожи под действием алемтузумаба. Наша предыдущая работа с пациентами с лейкемическим CTCL (L-CTCL), получавшими алемтузумаб, показала, что кожа человека и кожа пациентов с CTCL содержали популяцию Т-клеток, которые коэкспрессировали как адресацины нахождения в коже (CLA / CC4), так и маркеры центральной памяти (CCR7). / L-selectin) ( 2 ). У многих пациентов с L-CTCL злокачественные Т-клетки имели этот фенотип ( 23 ).Алемтузумаб истощил эти Т-клетки из крови и со временем очистил их от кожи, подтверждая, что они рециркулируют. T CM , как было впервые описано, считалось подмножеством Т-клеток, которые рециркулируют между кровью и лимфатическими узлами и не обладают тканевым тропизмом ( 20 ). Однако кожно-тропный T CM существует как в коже, так и в крови человека, и можно ожидать, что он будет активно рециркулировать между лимфатическими узлами, кровью и кожей. Действительно, аналогичная популяция рециркулирующих Т-клеток была идентифицирована в коже мышей Kaede ( 17 ).Эти Т-клетки экспрессировали коэкспрессированные CCR7 и L-селектин на промежуточных уровнях и рециркулировали между кровью, кожей и удаленными лимфатическими узлами. Эти Т-клетки имели количественно более низкие уровни экспрессии L-селектина, чем уровни из циркулирующей крови, но экспрессии было достаточно, чтобы позволить этим клеткам рециркулировать через некожные дистальные лимфатические узлы ( 17 ). Поскольку эти Т-клетки могут получать доступ к системным лимфатическим узлам, мы полагаем, что они представляют популяцию мышей, аналогичную клеткам, которые мы называем кожно-тропными T CM .

Мы также нашли доказательства наличия дополнительной популяции CCR7 + / L-selectin , рециркулирующих Т-клетки в коже человека, которые мы обозначаем как T MM . Эта популяция рециркулирующих Т-клеток плохо воспроизводилась в нашей модели привитых мышей, но присутствовала в крови и коже здоровых людей и пациентов с CTCL и была истощена терапией алемтузумабом. У людей CLA + T MM были наиболее распространенной субпопуляцией CLA + Т-клеток памяти в крови.T MM , вероятно, будет исключен из лимфатических узлов, дренирующих некожные ткани, потому что в них отсутствует L-селектин. Однако они будут получать доступ к дренирующим кожу лимфатическим узлам, когда они мигрируют из кожи в лимфатические узлы, а оттуда в лимфатические узлы, дренирующие кожу. Мы нашли поддержку этой концепции в клинических данных о том, что пациенты со злокачественными Т-лимфоцитами CTCL и T MM имели тенденцию иметь увеличение только лимфатических узлов, дренирующих кожу (так называемые дерматопатические узлы), но не имели диффузного поражения лимфатических узлов, что часто наблюдается у пациентов. Пациенты с L-CTCL со злокачественными новообразованиями T MM .

Что касается их функциональных возможностей, T MM занимали промежуточное положение между T CM и T RM в производстве воспалительных цитокинов. Мы обнаружили, что продукция цитокинов T H 2 была обогащена рециркулирующими Т-клетками (T MM и T CM ), но что продукция T H 1-, T H 2-, T H 17- и T H 22-ассоциированные воспалительные цитокины были обогащены T EM .IL-2 экспрессировался на более высоких уровнях за счет рециркуляции Т-клеток, что согласуется с возможной ролью этого цитокина в предотвращении апоптоза и поддержании жизнеспособности клеток во время их турбулентной и постоянной миграции через кровоток и ткани.

Хотя данные, которыми мы располагаем, ограничены, наши данные на людях, получавших алемтузумаб, предполагают, что T MM может рециркулировать через кожу медленнее, чем T CM . У пациентов с CTCL со злокачественными Т-клетками фенотипа T MM развились нечеткие, но дискретные поражения кожи, тогда как у пациентов с L-CTCL со злокачественными Т-клетками фенотипа T CM наблюдалась диффузная, часто полная, эритема кожи (erythroderma ).Мы предполагаем, что диффузная эритема, вызванная злокачественным T CM , возникает в результате быстрой миграции этих клеток внутрь и из кожи, а также внутри самой кожи. Напротив, T MM вызывал нечеткие, но дискретные поражения кожи, что согласуется с более медленной миграцией этих Т-клеток в кожу и из кожи, а также внутри самой кожи. Более того, у одного пациента, которого мы смогли изучить, T MM выводился из кожи медленнее, чем T CM . Однако альтернативное объяснение может заключаться в том, что T MM может быть подмножеством T-ячеек, которые приводят к T RM .В этом случае поражения кожи, которые мы наблюдаем у этих пациентов, могут представлять собой T MM , дифференцирующуюся in situ в T RM на участках. Продолжающееся развитие новых расширяющихся кожных поражений у этих пациентов, вероятно, является результатом рециркуляции T MM , проникающей в новые участки кожи из кровотока и инициирующих новые поражения. Остается определить, представляют ли поражения кожи, генерируемые T RM , вновь созданный T RM или просто более медленную миграцию T MM через кожу.Наконец, неясно, почему T MM недостаточно представлены у мышей с привитыми людьми. Одна возможность состоит в том, что T MM может быть основным источником T RM и поэтому истощается по мере развития T RM в коже. Вторая возможность заключается в том, что подмножество человеческих Т-клеток может не выжить в микроокружении мыши.

Одно предостережение в отношении наших результатов заключается в том, что, хотя мы и другие группы, изучающие резидентные и рециркулирующие популяции Т-клеток, используем обозначения, такие как T RM и T CM , для описания подмножеств Т-клеток, маркеры, такие как CD69 и CCR7, которые используются определение этих предположительно стабильных подмножеств может измениться с активацией Т-клеток.Потребуется дополнительная работа, чтобы точно определить, насколько стабильны эти подмножества Т-клеток, и определить дополнительные, менее вариабельные поверхностные маркеры для их идентификации.

Таким образом, мы представляем полную характеристику резидентных и рециркулирующих Т-клеток памяти в коже человека. Мы обнаружили, что две отдельные популяции T RM размещаются в коже человека, а две отдельные популяции T-клеток рециркулируют через кожу. Каждая из этих подгрупп имеет различные рециркуляционные и функциональные возможности, и каждая, вероятно, будет играть уникальную роль в защите от известных патогенов.Известно, что как Т RM , так и рециркулирующие Т-клетки вносят вклад в заболевания человека. Например, псориаз представляет собой нарушение регуляции T RM , а L-CTCL представляет собой злокачественное новообразование рециркулирующих Т-клеток ( 23 , 31 33 ). Недавние открытия на мышах, что T RM и рециркулирующие Т-клетки имеют очень разные паттерны экспрессии генов, подчеркивают тот факт, что эти типы клеток имеют очень отличную биологию ( 15 ). За исключением настоящего исследования, относительные пропорции резидентных и рециркулирующих Т-клеток в тканях человека остаются нехарактеризованными.Более того, вклад T RM по сравнению с рециркулирующими Т-клетками в большинстве воспалительных и аутоиммунных заболеваний человека и эффекты противовоспалительной терапии на эти подмножества Т-клеток неизвестны. Поэтому лучшее понимание этих резидентных и рециркулирующих подмножеств Т-клеток имеет решающее значение для понимания здоровых иммунных ответов и определения методов лечения, которые преимущественно нацелены на патогенные Т-клетки при аутоиммунных и воспалительных заболеваниях.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

План исследования / план эксперимента

Это экспериментальное лабораторное исследование, проведенное на образцах тканей человека.Все исследования проводились в соответствии с Хельсинкской декларацией. Кровь у здоровых людей была взята после лейкафереза, а кожа была получена у здоровых пациентов, перенесших процедуры косметической хирургии. Кровь и пораженные участки кожи пациентов с CTCL были получены от пациентов, осматривавшихся в рамках программы по кожной лимфоме Центра рака Дана-Фарбер / Бригама и Женского онкологического центра. Пациенты с L-CTCL и MF, описанные в этой статье, соответствовали критериям Всемирной организации здравоохранения — Европейской организации по исследованию и лечению рака (WHO-EORTC) для синдрома L-CTCL / Сезари или MF ( 34 ).Все ткани были собраны с предварительного одобрения Партнеров и Институционального наблюдательного совета Дана-Фарбер. Подсчет субпопуляций Т-клеток в иммунофлуоресцентных исследованиях проводился слепым методом. Механистические исследования клеток, полученных из крови и тканей человека, были выполнены с использованием анализов in vitro без ослепления или рандомизации. Компоненты исследования не были заранее определены.

Модель мыши с привитым человеком

Неонатальная крайняя плоть человека была прививаема на спину мышей без ожирения / тяжелого комбинированного иммунодефицита / γ-цепи рецептора IL-2 в возрасте от 6 до 8 недель (Лаборатория Джексона).Через неделю после выделения от здоровых доноров центрифугированием фиколла внутривенно инъецировали 5 × 10 6 аллогенных РВМС. Инъекции антител начинали через 2-4 недели после приживления РВМС. Алемтузумаб (2,5 мкг) или изотипический контроль (человеческий IgG1, BioLegend) вводили внутрибрюшинно три раза в неделю в течение 3 недель. Токсин дифтерии против CD3 [A-dmDT (390) -bisFv (UCHT1), 0,625 мкг] или изотипический контроль (человеческий IgG1) вводили внутривенно один раз в день в течение 4 дней. По завершении эксперимента кровь и кожные трансплантаты собирали для анализа с помощью проточной цитометрии, иммунофлуоресценции и / или окрашивания H&E.

Образцы кожи и крови

Протоколы этого исследования были выполнены в соответствии с Хельсинкской декларацией и были одобрены институциональным наблюдательным советом Комитета по исследованиям на людях партнеров (Partners Research Management). Кожа здоровых пациентов была получена у пациентов, перенесших процедуры косметической хирургии, а кровь у здоровых людей была получена как отбракованная ткань после лейкофереза. Крайняя плоть новорожденных была получена от младенцев, перенесших обрезание в Бригаме и женской больнице.Кровь и пораженные участки кожи пациентов с CTCL были получены от пациентов, осматривавшихся в рамках программы по кожной лимфоме Центра рака Дана-Фарбер / Бригама и Женского онкологического центра. Пациенты с L-CTCL и MF, описанные в этой статье, соответствовали критериям ВОЗ-EORTC для CTCL. РВМС выделяли центрифугированием фиколла.

Выделение Т-клеток из кожи

Образцы кожи человека на всю толщину, свежие или после приживления на мышах, тщательно измельчали ​​и затем инкубировали в течение 2 часов при 37 ° C в среде RPMI 1640, содержащей 0.2% коллагеназа типа I (Life Technologies) и дезоксирибонуклеаза I (30 единиц Кунитца / мл, Sigma-Aldrich). После этого клетки собирали путем фильтрации ткани, обработанной коллагеназой, через сетчатый фильтр для клеток 40 мкм. Для некоторых экспериментов эпидермис и дерму разделяли инкубацией в течение ночи в диспазе II (1,4 МЕ / мл, Roche Diagnostics) при 4 ° C с последующим механическим разделением. Затем эпидермис измельчали ​​и инкубировали с диспазой в течение дополнительных 30 мин при 37 ° C при перемешивании с последующей фильтрацией через сито для клеток 40 мкм.Дерму измельчали ​​и обрабатывали коллагеназой в соответствии с протоколом для всей толщины кожи. Клетки цельной кожи, дермы или эпидермиса инкубировали при 37 ° C в течение 2 дней в среде Игла, модифицированной Iscove’s Dulbecco, с добавлением 20% фетальной бычьей сыворотки, пенициллина / стрептомицина, глутамина и 2-меркаптоэтанола перед анализом проточной цитометрии. Если указано (рис. S2), ингибитор панкаспазы Z-VAD-FMK (R&D Systems) был включен в низких (10 мкМ) или высоких (100 мкМ) концентрациях для ингибирования апоптоза.

Проточная цитометрия

Анализ Т-клеток выполняли с использованием непосредственно конъюгированных моноклональных антител, полученных от BD Biosciences, eBioscience, BioLegend, Beckman Coulter или R&D Systems. Соответствующие изотипу антитела отрицательного контроля использовали для установки ворот для положительного окрашивания. Для анализа продукции цитокинов Т-клетки стимулировали либо контрольной средой, либо PMA (50 нг / мл) (Sigma-Aldrich) и иономицином (750 нг / мл) (Life Technologies) плюс брефельдин A (10 мкг / мл) (BD Биологические науки) на 4 часа.Поверхность клеток окрашивали, фиксировали, пермеабилизировали, окрашивали антицитокиновыми антителами и исследовали проточной цитометрией. Для анализа пролиферации клетки окрашивали поверхность, фиксировали, пермеабилизировали, окрашивали антителом против Ki-67 и исследовали проточной цитометрией. Анализ образцов проточной цитометрии выполняли на приборах Becton-Dickinson FACSCanto, а данные анализировали с помощью программного обеспечения FACSDiva (V5.1).

Иммуноокрашивание с помощью криосрезов

Трансплантаты кожи человека залили при оптимальной температуре для резки (OCT), заморозили и хранили при -80 ° C до использования.Криосрезы (5 мкм) вырезали, сушили на воздухе, фиксировали в течение 5 минут в ацетоне, регидратировали в PBS и блокировали человеческим IgG (20 мкг / мл) (Jackson ImmunoResearch Laboratories) в течение 15 минут при комнатной температуре. Срезы инкубировали с первичным антителом в течение 30 минут, а затем трижды промывали в PBS / 1% бычьем сывороточном альбумине в течение 5 минут. При необходимости добавляли вторичные антитела на 30 мин с последующими тремя промываниями. Срезы монтировали с использованием ProLong Gold Antifade с 4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндолом (Life Technologies) и немедленно исследовали с помощью иммунофлуоресцентной микроскопии.Антитела были получены из следующих источников: BioLegend (CD3, CD69), LifeSpan BioSciences (CD103), Abcam (цитокератин 15) и Jackson ImmunoResearch (вторичные антитела). Срезы фотографировали с помощью микроскопа (Eclipse 6600; Nikon), оснащенного объективом 40 × / 0,75 (Plan Fluor; Nikon). Изображения были получены с помощью камеры (SPOT RT модель 2.3.1; диагностические инструменты) и были получены с помощью программного обеспечения SPOT 4.0.9 (диагностические инструменты).

Анализ пролиферации и цитокинов клеток, стимулированных внутри эксплантатов

В пробирные биопсии (10 мм) здоровой взрослой кожи вводили 100 мкл PBS (контроль), смесь антител α-CD3 / α-CD28 (0.5 мкг / мл каждый), или убитые нагреванием S. aureus [10 6 / мл, Американская коллекция типовых культур (АТСС)] или C. albicans (5 × 10 3 / мл, АТСС) . Биопсии помещали во вставки Transwell с размером пор 0,4 мкм в среде X-VIVO 15 (Lonza). Через 2 недели клетки, которые мигрировали из биоптатов, собирали, оставляли в течение ночи в среде X-VIVO 15 и анализировали продукцию цитокинов и пролиферацию с помощью проточной цитометрии, как описано выше. Были проанализированы только клетки, которые мигрировали из эксплантатов.

Исследования регуляции CD103 in vitro

Для получения кератиноцитов здоровую кожу человека разделяли на эпидермис и дерму путем инкубации с диспазой II (1,4 МЕ / мл) (Roche) в RPMI (Life Technologies) при 4 ° C в течение 12 часов. . Эпидермис отделяли от дермы, измельчали, дополнительно расщепляли диспазой (1,4 МЕ / мл) при 37 ° C в течение 30 минут, а затем фильтровали в сетчатом фильтре для клеток. Кератиноциты культивировали до слияния в 24-луночных планшетах с плоским дном с использованием кератиноцитов-SFM (бессывороточная среда) (Life Technologies).Для получения фибробластов дерму измельчали, расщепляли 0,2% коллагеназой / дезоксирибонуклеазой (Sigma-Aldrich) при 37 ° C в течение 2 часов, а затем фильтровали в сетчатом фильтре для клеток. Фибробласты культивировали до слияния в RPMI с добавлением 15% фетальной телячьей сыворотки (FCS) и эпидермального фактора роста (10 нг / мл). CD3 + CD4 + и CD3 + CD8 + Т-клетки выделяли с помощью магнитной сепарации (наборы для отрицательной изоляции, Miltenyi Biotec) из здоровых человеческих PBMC. CD103 экспрессировался в среднем 3% выделенных Т-клеток CD8, но в остальном поверхностная экспрессия CD69 и CD103 составляла <1% в этих фракциях Т-клеток.Т-клетки (1 × 10 5 ) стимулировали гранулами для активации Т-клеток αCD3 / CD2 / CD28 (Miltenyi Biotec) в соотношении 1: 2 в течение 24 часов (день 0), а затем добавляли к монослоям кератиноцитов или фибробластов (день 1). в модифицированной среде Дульбекко Искова (Corning) с добавлением 10% FCS и l-глутамина. Для непрямых культур использовали Transwells с полиэфирной мембраной 0,4 мкм (Corning) для отделения Т-клеток от фибробластов и монослоев кератиноцитов. Нейтрализующие антитела к TGFβ (R&D Systems), E-кадгерину (Millipore), LFA-1 (BioLegend) и интегрину β 1 (R&D Systems) и рекомбинантному человеческому TGFβ (R&D Systems) добавляли в систему сокультивирования до конечной концентрации. 10 мкг / мл.Т-клетки собирали промыванием на 6 день после начала сокультивирования. Прилипшие Т-клетки подсчитывали с помощью микроскопии и собирали, инкубируя лунки с трипсином / ЭДТА (Gemini Bio-Products) в течение 5 минут при 37 ° C.

CyTOF масс-цитометрический анализ Т-клеток периферической крови

Т-клетки были выделены из PBMC здоровых доноров путем истощения не-Т-клеток с использованием набора для изоляции Pan T и сепаратора autoMACS (Miltenyi Biotec). Т-клетки предварительно обрабатывали TAPI-2 (100 мкМ, Sigma-Aldrich) в течение 1 часа перед стимуляцией и в течение 4 часов стимуляции PMA / иономицином плюс брефельдином A для предотвращения индуцированного стимуляцией расщепления L-селектина ( 35 ) .После стимуляции Т-клетки окрашивали антителами, конъюгированными с поверхностным маркером, с металлами (MCA; Fluidigm Inc.) в концентрациях, которые оказались эффективными в предыдущих тестах на антитела. После окрашивания поверхности клетки фиксировали, пермеабилизировали и окрашивали внутриклеточными антителами MCA в течение 30 мин при комнатной температуре. Затем клетки метили в течение ночи при 4 ° C с помощью 125 нМ интеркалятора ДНК (Fluidigm Inc.). Наконец, клетки разбавляли до подходящей концентрации в дистиллированной воде, содержащей 10% калибровочных шариков EQ Four Element (Fluidigm Inc.) для достижения скорости сбора данных <500 событий в секунду на приборе CyTOF2 с использованием рекомендуемых настроек по умолчанию для CyTOF2 (Fluidigm Inc.). Данные CyTOF были нормализованы для гранул с помощью программного обеспечения CyTOF2 после сбора без удаления гранул и с использованием настроек по умолчанию (Fluidigm Inc.). После того, как встроенное программное обеспечение для идентификации клеток создало файл FCS, данные CyTOF были проанализированы аналогично стандартному анализу проточной цитометрии с помощью программного обеспечения FCS Express 4.0 (De Novo Software) с использованием содержания ДНК и гранул нормализации для идентификации единичных клеточных событий.

Статистический анализ

Основные методы анализа данных включали описательную статистику (средние, медианы и стандартное отклонение). Различия между двумя группами образцов были обнаружены с помощью одностороннего критерия Вилкоксона-Манна-Уитни, α = 0,05. Для сравнения нескольких групп использовали однофакторный дисперсионный анализ Краскела-Уоллиса с посттестом Бонферрони-Данна для критерия множественных средних, α = 0,05.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

www.sciencetranslationalmedicine.org/cgi/content/full/7/279/279ra39/DC1

Рис.S1. Инфильтрация Т-клеток у мышей с привитыми людьми.

Рис. S2. Эпидермальные Т-клетки потеряли функциональную активность и подверглись апоптозу после удаления из микроокружения кожи.

Рис. S3. Подмножество Т-клеток CCR7 + в дерме человека экспрессируют CD69, а небольшое подмножество Т RM кожи коэкспрессируют L-селектин.

Рис. S4. Стратегия стробирования и репрезентативные гистограммы для данных, показанных на фиг. 6C.

Рис. S5. Таблицы первичных данных для рис.1-8.

Рис. S6. Изотипические контроли для иммунофлуоресцентных изображений для фиг. 1, 3 и 6.

Рис. S7. Стратегия гейтинга и изотипические контроли для исследований проточной цитометрии, показанные на фиг. С 1 по 8.

Благодарности: Мы хотели бы поблагодарить пациентов, которые сделали эту работу возможной, как за то, что доверили нам свою клиническую помощь, так и за сдачу образцов кожи и крови. A-dmDT (390) -bisFv (UCHT1) был предоставлен J.-H. Ву (Отделение внутренней медицины, Мемориальная больница Скотта и Уайта, Медицинский колледж, Научный центр здоровья Техасского университета A&M), Д.Невилл (Отделение биофизической химии, Лаборатория молекулярной биологии, Национальный институт психического здоровья) и А. Э. Франкель (отделение медицины, Комплексный онкологический центр Симмонса, Юго-западный медицинский центр Юта). T. Cochran (Бостонский центр пластической хирургии) и B. Pomahac, S. Talbot и E. Eriksson (Brigham and Women’s Hospital) предоставили образцы кожи взрослого человека. Мы благодарим Дж. Мерфи (заведующий отделением дерматопатологии отделения патологии больницы Бригама и женщин) за его помощь в фотографировании гистологических срезов. Финансирование: Эта работа была поддержана щедрым благотворительным взносом Эдварда П. Лоуренса, эсквайра, R01 AR063962 NIH / Национального института артрита, скелетно-мышечных и кожных заболеваний (NIAMS) (RAC), R01 AR056720 NIH / NIAMS (to RAC), награду за клинические исследования Дэймона Руньона (для RAC), SPORE в раке кожи P50 CA9368305 NIH / Национального института рака (для TSK) и R01 AI097128 Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (для TSK и RAC). Заработная плата R.W. была предоставлена ​​за счет специального гранта для ученых от Общества лейкемии и лимфомы.Заработная плата C.S. была предоставлена ​​Швейцарским национальным научным фондом и Фондом Рене Турена. Вклад авторов: R.A.C. планировал и контролировал эксперименты, анализировал данные, готовил рисунки и составлял рукопись. R.W. планировал и проводил эксперименты, анализировал данные, проводил статистический анализ, готовил цифры и предоставлял клинические данные. A.G., C.Y., L.L.S., J.E.T., C.S., T.R.M. и V.H. помогали в проведении экспериментов, а J.E.T. также оказывала редакционную помощь.C.P.E. помогал в составлении рисунков. Т.С.К. предоставил образцы пациентов CTCL и рекомендации по экспериментальным подходам. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

  • Авторские права © 2015, Американская ассоциация развития науки

Микробиом кожи человека | Nature Reviews Microbiology

  • 1

    Шаршмидт Т. К. и Фишбах М. А. Что живет на нашей коже: экология, геномика и терапевтические возможности микробиома кожи. Drug Discov. Сегодня Дис. Мех. 10 , e83 – e89 (2013).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 2

    Белкайд Ю. и Сегре Дж. А. Диалог между микробиотой кожи и иммунитетом. Наука 346 , 954–959 (2014).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 3

    Грайс, Э. А. Пересечение микробиома и хозяина на границе раздела кожи: идеи на основе генома и метагенома. Genome Res. 25 , 1514–1520 (2015).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 4

    Kong, H.H. et al. Временные сдвиги в микробиоме кожи, связанные с обострениями заболевания и лечением у детей с атопическим дерматитом. Genome Res. 22 , 850–859 (2012). Это первое исследование, в котором у людей с атопическим дерматитом были взяты образцы и секвенированы образцы кожи.

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 5

    Паулино, Л. К., Ценг, К. Х., Стробер, Б. Э. и Блазер, М. Дж. Молекулярный анализ грибковой микробиоты в образцах здоровой кожи человека и псориатических поражениях. J. Clin. Microbiol. 44 , 2933–2941 (2006).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 6

    Kong, H.Х. и Сегре, Дж. А. Микробиом кожи: оглядываясь назад, чтобы двигаться вперед. J. Invest. Дерматол. 132 , 933–939 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 7

    Вёзе, К. Р. и Фокс, Г. Э. Филогенетическая структура прокариотического домена: первичные царства. Proc. Natl Acad. Sci. США 74 , 5088–5090 (1977). Это первое исследование, в котором ген 16S рРНК использовался для определения филогении микроорганизма.

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 8

    Schoch, C. L. et al. Ядерная рибосомная внутренняя транскрибируемая спейсерная область (ITS) как универсальный маркер штрих-кода ДНК для грибов. Proc. Natl Acad. Sci. США 109 , 6241–6246 (2012).

    Артикул
    PubMed

    Google Scholar

  • 9

    Meisel, J. S. et al. Исследования микробиома кожи сильно зависят от дизайна экспериментов. J. Invest. Дерматол. 136 , 947–956 (2016). В данной статье описывается, как методология может повлиять на исследования микробиома кожи.

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 10

    Zeeuwen, P. L. et al. Ответ Meisel et al. J. Investigative Dermatol. 137 , 961–962 (2017).

    Артикул
    CAS

    Google Scholar

  • 11

    Кастелино, М.и другие. Оптимизация методов исследования микробиома кожи: выбор праймера и сравнение платформы 454 с платформой MiSeq. BMC Microbiol. 17 , 23 (2017).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 12

    Schloss, P. D. et al. Представляем mothur: программное обеспечение с открытым исходным кодом, независимое от платформы, поддерживаемое сообществом, для описания и сравнения сообществ микробов. Заявл. Environ. Microbiol. 75 , 7537–7541 (2009).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 13

    Caporaso, J. G. et al. QIIME позволяет анализировать данные секвенирования сообщества с высокой пропускной способностью. Нат. Методы 7 , 335–336 (2010).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 14

    Брукс, Дж.P. et al. Правда о метагеномике: количественная оценка и противодействие систематической ошибке в исследованиях 16S рРНК. BMC Microbiol. 15 , 66 (2015).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 15

    Юань, С., Коэн, Д. Б., Равель, Дж., Абдо, З. и Форни, Л. Дж. Оценка методов выделения и очистки ДНК из микробиома человека. PLoS ONE 7 , e33865 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 16

    Gerasimidis, K. et al. Влияние методологии выделения ДНК на приложения для исследования микробиоты кишечника. BMC Res. Примечания 9 , 365 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 17

    Conlan, S. et al. Staphylococcus epidermidis пангеномный анализ последовательности выявляет разнообразие кожных комменсальных и изолятов, связанных с госпитальной инфекцией. Genome Biol. 13 , R64 (2012).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 18

    Tomida, S. et al. Пангеномный и сравнительный анализ генома propionibacterium acnes выявил его геномное разнообразие в микробиоме кожи здорового и больного человека. mBio 4 , e000030-13 (2013).

    Артикул
    CAS

    Google Scholar

  • 19

    Бози, Э.и другие. Сравнительное моделирование в масштабе генома штаммов Staphylococcus aureus выявляет штамм-специфические метаболические возможности, связанные с патогенностью. Proc. Natl Acad. Sci. США 113 , E3801 – E3809 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 20

    Костелло, Э. К. и др. Изменчивость бактериального сообщества в среде обитания человеческого тела в пространстве и времени. Наука 326 , 1694–1697 (2009).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 21

    Grice, E.A. et al. Топографическое и временное разнообразие микробиома кожи человека. Наука 324 , 1190–1192 (2009).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 22

    Грайс, Э. А. и Сегре, Дж. А. Микробиом кожи. Нат.Rev. Microbiol. 9 , 244–253 (2011).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 23

    Oh, J. et al. Биогеография и функция формы индивидуальности в метагеноме кожи человека. Nature 514 , 59–64 (2014).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 24

    Финдли К.и другие. Топографическое разнообразие грибковых и бактериальных сообществ на коже человека. Природа 498 , 367–370 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 25

    Oh, J. et al. Временная стабильность микробиома кожи человека. Cell 165 , 854–866 (2016). Вместе со ссылкой 23, эти исследования исследуют микробиом здоровой кожи человека с помощью метагеномного секвенирования дробовика.

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 26

    Ханниган, Г. Д. и др. Двухцепочечный ДНК-виром кожи человека: топографическое и временное разнообразие, генетическое обогащение и динамические ассоциации с микробиомом хозяина. mBio 6 , e01578-15 (2015).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 27

    Фенг, Х., Шуда, М., Чанг, Ю. и Мур, П. С. Клональная интеграция полиомавируса в карциному из клеток Меркеля человека. Наука 319 , 1096–1100 (2008).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 28

    Schloissnig, S. et al. Пейзаж геномных вариаций микробиома кишечника человека. Nature 493 , 45–50 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 29

    Фейт, Дж.J. et al. Долгосрочная стабильность микробиоты кишечника человека. Наука 341 , 1237439 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 30

    Tsai, Y.C. et al. Разрешение сложности метагеномов кожи человека с помощью секвенирования одной молекулы. мБио 7 , e01948-15 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 31

    Голландия, К.Т., Гринман, Дж. И Канлифф, У. Дж. Рост кожных пропионибактерий на синтетической среде; урожайность роста и производство экзоферментов. J. Appl. Бактериол. 47 , 383–394 (1979).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 32

    Bruggemann, H. et al. Полная последовательность генома Propionibacterium acnes , комменсала кожи человека. Science 305 , 671–673 (2004).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 33

    Марплс Р. Р., Даунинг Д. Т. и Клигман А. М. Контроль свободных жирных кислот в поверхностных липидах человека с помощью Corynebacterium acnes . J. Invest. Дерматол. 56 , 127–131 (1971).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 34

    Ingham, E., Holland, K. T., Gowland, G.И Cunliffe, W.J. Частичная очистка и характеристика липазы (EC 3.1.1.3) из Propionibacterium acnes . J. General Microbiol. 124 , 393–401 (1981).

    CAS

    Google Scholar

  • 35

    Гриббон, Э. М., Канлифф, У. Дж. И Холланд, К. Т. Взаимодействие Propionibacterium acnes с кожными липидами in vitro . J. General Microbiol. 139 , 1745–1751 (1993).

    Артикул
    CAS

    Google Scholar

  • 36

    Mukherjee, S. et al. Уровни кожного сала и гидратации в определенных областях человеческого лица в значительной степени предсказывают природу и разнообразие микробиома кожи лица. Sci. Отчет 6 , 36062 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 37

    Webster, G.F., Ruggieri, M.Р. и МакГинли, К. Дж. Корреляция популяций Propionibacterium acnes с наличием триглицеридов на коже нечеловеческого происхождения. Заявл. Environ. Microbiol. 41 , 1269–1270 (1981).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 38

    Wu, G. et al. Сравнительная геномика для всего рода Malassezia определяет его филогению, физиологию и адаптацию ниши на коже человека. PLoS Genet. 11 , e1005614 (2015).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 39

    Dominguez-Bello, M. G. et al. Способ доставки формирует приобретение и структуру исходной микробиоты в различных средах обитания новорожденных. Proc. Natl Acad. Sci. США 107 , 11971–11975 (2010).

    Артикул
    PubMed

    Google Scholar

  • 40

    Мюллер Н.Т., Бакач, Э., Комбеллик, Дж., Григорян, З., Домингес-Белло, М. Г. Развитие микробиома младенца: мама имеет значение. Trends Mol. Med. 21 , 109–117 (2015).

    Артикул
    PubMed

    Google Scholar

  • 41

    Яцуненко Т. и др. Микробиом кишечника человека в зависимости от возраста и географии. Природа 486 , 222–227 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 42

    Фейт, Дж.Дж., Коломбель, Дж. Ф. и Гордон, Дж. I. Идентификация штаммов, которые способствуют возникновению сложных заболеваний, посредством изучения микробной наследственности. Proc. Natl Acad. Sci. США 112 , 633–640 (2015).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 43

    О, Дж., Конлан, С., Полли, Э. К., Сегре, Дж. А. и Конг, Х. Х. Изменения в коже человека и микробиоте ноздрей здоровых детей и взрослых. Genome Med. 4 , 77 (2012).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 44

    Джо, Дж. Х. и др. Разнообразные грибковые сообщества кожи человека у детей сходятся во взрослом возрасте. J. Invest. Дерматол. 136 , 2356–2363 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 45

    Джо, Дж. Х., Кеннеди, Э.А. и Конг, Х. Х. Топографические и физиологические различия микобиома кожи в состоянии здоровья и болезни. Вирулентность 8 , 324–333 (2016).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 46

    Гавличкова Б., Чайка В. А. и Фридрих М. Эпидемиологические тенденции микозов кожи во всем мире. Микозы 51 (Приложение 4), 2–15 (2008).

    Артикул
    PubMed

    Google Scholar

  • 47

    Зеебахер, К., Бушара, Дж. П. и Миньон, Б. Обновления эпидемиологии дерматофитных инфекций. Mycopathologia 166 , 335–352 (2008).

    Артикул
    PubMed

    Google Scholar

  • 48

    Кириакис, К. П. и др. Распространенность разноцветного лишайника по возрасту и полу. Микозы 49 , 517–518 (2006).

    Артикул
    PubMed

    Google Scholar

  • 49

    фон Эйфф, К., Беккер, К., Мачка, К., Стаммер, Х. и Петерс, Г. Носовое носительство как источник бактериемии Staphylococcus aureus . N. Engl. J. Med. 344 , 11–16 (2001).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 50

    Weidenmaier, C., Goerke, C. & Wolz, C. Staphylococcus aureus детерминанты носовой колонизации. Trends Microbiol. 20 , 243–250 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 51

    Bode, L.G. et al. Профилактика инфекций в области хирургического вмешательства у носителей инфекции Staphylococcus aureus . N. Engl. J. Med. 362 , 9–17 (2010).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 52

    ДеЛео, Ф. Р., Отто, М., Крейсвирт, Б. Н. и Чемберс, Х. Ф. Связанный с сообществом метициллин-устойчивый Staphylococcus aureus . Ланцет 375 , 1557–1568 (2010).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 53

    Проктор Р.А. Проблемы универсальной вакцины Staphylococcus aureus . Clin. Заразить. Дис. 54 , 1179–1186 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 54

    Янсен, К. У., Гирдженти, Д.К., Скалли И. Л. и Андерсон А. С. Обзор вакцины: «Вакцины против Staphyloccocus aureus: проблемы и перспективы». Вакцина 31 , 2723–2730 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 55

    Pamer, E. G. Воскрешение кишечной микробиоты для борьбы с устойчивыми к антибиотикам патогенами. Наука 352 , 535–538 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 56

    Линг, Л.L. et al. Новый антибиотик убивает патогены без обнаруживаемой резистентности. Nature 517 , 455–459 (2015).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 57

    Iwase, T. et al. Staphylococcus epidermidis Esp подавляет Staphylococcus aureus образование биопленок и колонизацию носа. Nature 465 , 346–349 (2010).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 58

    Сугимото, С.и другие. Staphylococcus epidermidis Esp расщепляет специфические белки, связанные с образованием биопленок Staphylococcus aureus и взаимодействием между хозяином и патогеном. J. Bacteriol. 195 , 1645–1655 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 59

    Zipperer, A. et al. Комменсалы человека, продуцирующие новый антибиотик, ухудшают колонизацию патогенов. Nature 535 , 511–516 (2016). Вместе со ссылкой 57, эти исследования показывают, как комменсальные микроорганизмы кожи продуцируют противомикробные препараты против S. aureus .

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 60

    Nakatsuji, T. et al. Противомикробные препараты из комменсальных бактерий кожи человека защищают от Staphylococcus aureus и недостаточны при атопическом дерматите. Sci. Transl Med. 9 , eaah5680 (2017). Это первое исследование, в котором использовалась аутотрансплантация микроорганизмов на кожу.

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 61

    Wollenberg, M. S. et al. Копропорфирин III, продуцируемый пропионибактериями, вызывает агрегацию Staphylococcus aureus и образование биопленок. mBio 5 , e01286-14 (2014).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 62

    Рэмси, М.М., Фрейре, М. О., Габрильска, Р. А., Рамбо, К. П. и Лемон, К. П. Staphylococcus aureus смещается в сторону комменсализма в ответ на видов Corynebacterium . Фронт. Microbiol. 7 , 1230 (2016).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 63

    Бомар, Л., Брюггер, С. Д., Йост, Б. Х., Дэвис, С. С. и Лемон, К. П. Corynebacterium accolens выделяет свободные от пневмококков жирные кислоты из ноздрей человека и триацилглицерины на поверхности кожи. мБио 7 , e01725-15 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 64

    Christensen, G.J. et al. Антагонизм между Staphylococcus epidermidis и Propionibacterium acnes и его геномной основой. BMC Genom. 17 , 152 (2016).

    Артикул
    CAS

    Google Scholar

  • 65

    Янек Д., Zipperer, A., Kulik, A., Krismer, B. & Peschel, A. Высокая частота и разнообразие антимикробных действий, продуцируемых назальным штаммом Staphylococcus против бактериальных конкурентов. PLoS Pathog. 12 , e1005812 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 66

    Yassour, M. et al. Естественная история микробиома кишечника младенца и влияние лечения антибиотиками на разнообразие и стабильность бактериальных штаммов. Sci. Transl Med. 8 , 343ra81 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 67

    Atarashi, K. et al. Индукция Treg рационально подобранной смесью штаммов Clostridia из микробиоты человека. Природа 500 , 232–236 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 68

    Баффи, К.G. & Pamer, E. G. Устойчивость к колонизации, опосредованной микробиотой, против кишечных патогенов. Нат. Rev. Immunol. 13 , 790–801 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 69

    Iebba, V. et al. Эубиоз и дисбактериоз: две стороны микробиоты. New Microbiol. 39 , 1–12 (2016).

    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 70

    Лейден, Дж.Дж., МакГинли, К. Дж., Миллс, О. Х. и Клигман, А. М. Уровни пропионибактерий у пациентов с вульгарными угрями и без них. J. Invest. Дерматол. 65 , 382–384 (1975).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 71

    Фитц-Гиббон, С. и др. Популяции штаммов Propionibacterium acnes в микробиоме кожи человека, связанные с акне. J. Invest. Дерматол. 133 , 2152–2160 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 72

    Канг Д., Ши, Б., Эрфе, М. С., Крафт, Н. и Ли, Н. Витамин B12 модулирует транскриптом микробиоты кожи в патогенезе акне. Sci. Transl Med. 7 , 293ra103 (2015). Это первое исследование секвенирования РНК кожи, в котором сравнивается экспрессия микробных генов у людей с акне и без них.

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 73

    Пикардо, М., Оттавиани, М., Камера, Э. и Мастрофранческо, А. Липиды сальных желез. Дерматоэндокринол. 1 , 68–71 (2009).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 74

    Jahns, A.C. et al. Повышенная частота биопленок Propionibacterium acnes при вульгарных угрях: исследование случай-контроль. Br. J. Dermatol. 167 , 50–58 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 75

    Ломхольт, Х.Б. и Килиан М. Популяционный генетический анализ Propionibacterium acnes позволяет идентифицировать субпопуляции и эпидемические клоны, связанные с акне. PLoS ONE 5 , e12277 (2010).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 76

    McDowell, A. et al. Расширенная схема мультилокусного типирования последовательностей для Propionibacterium acnes : исследование «патогенных», «комменсальных» и устойчивых к антибиотикам штаммов. PLoS ONE 7 , e41480 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 77

    Макдауэлл, А., Надь, И., Мадьяри, М., Барнард, Э. и Патрик, С. Условно-патогенный микроорганизм Propionibacterium acnes : понимание типирования, болезней человека, клональной диверсификации и эволюции фактора САМР . PLoS ONE 8 , e70897 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 78

    Омер, Х., МакДауэлл, А. и Алексеев, О. А. Понимание роли Propionibacterium acnes при вульгарных угрях: критическая важность методологии взятия проб кожи. Clin. Дерматол. 35 , 118–129 (2017).

    Артикул
    PubMed

    Google Scholar

  • 79

    Балта, И. и Озугуз, П. Индуцированная витамином B12 угревая сыпь. Кутан. Ocular Toxicol. 33 , 94–95 (2014).

    Артикул

    Google Scholar

  • 80

    Шерерц, Э.F. Угревая сыпь, вызванная «мегадозой» витаминов B6 и B12. Cutis 48 , 119–120 (1991).

    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 81

    Dupre, A., Albarel, N., Bonafe, J. L., Christol, B. & Lassere, J. Угри, вызванные витамином B-12. Кутис 24 , 210–211 (1979).

    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 82

    Браун-Фалько, О.& Lincke, H. Проблема витаминов B6 / B12 прыщей. Статья о медикаментозных угрях [на немецком языке]. MMW Munch. Med. Wochenschr. 118 , 155–160 (1976).

    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 83

    Пьюссан, А., Ванбремерш, Ф., Монфорт, Дж. И Ламбертон, Дж. Н. Новый ятрогенный дерматоз: угри, вызванные витамином B 12 [французский язык]. Бык. Soc. Пт. Дерматол. Сифилигр. 74 , 813–815 (1967).

    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 84

    Johnson, T., Kang, D., Barnard, E. & Li, H. Различия в уровне штаммов в производстве и регуляции порфиринов у Propionibacterium acnes проливают свет на ассоциации с заболеваниями. мСфера 1 , e00023-15 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 85

    Палмер, К.N. et al. Распространенные варианты с потерей функции белка эпидермального барьера филаггрина являются основным предрасполагающим фактором для атопического дерматита. Нат. Genet. 38 , 441–446 (2006).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 86

    Консорциум EArly по генетике и эпидемиологии жизненного цикла (EAGLE) Eczema. Исследование ассоциации нескольких геномов с участием 21 000 случаев и 95 000 контролей выявило новые локусы риска атопического дерматита. Нат. Genet. 47 , 1449–1456 (2015).

  • 87

    Лейден, Дж. Дж., Марплс, Р. Р. и Клигман, А. М. Staphylococcus aureus в поражениях атопического дерматита. Br. J. Dermatol. 90 , 525–530 (1974).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 88

    Хуанг, Дж. Т., Абрамс, М., Тлуган, Б., Радемейкер, А. и Паллер, А. С. Лечение колонизации Staphylococcus aureus при атопическом дерматите снижает тяжесть заболевания. Педиатрия 123 , e808–814 (2009).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 89

    Bath-Hextall, F. J., Birnie, A. J., Ravenscroft, J. C. & Williams, H. C. Вмешательства для уменьшения Staphylococcus aureus при лечении атопической экземы: обновленный Кокрановский обзор. Br. J. Dermatol. 163 , 12–26 (2010).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 90

    Берд, А.L. et al. Разнообразие штаммов Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis , лежащих в основе педиатрического атопического дерматита. Sci. Transl Med. 9 , eaal4651 (2017).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 91

    Kennedy, E.A. et al. Микробиом кожи до развития атопического дерматита: ранняя колонизация комменсальными стафилококками через 2 месяца связана с более низким риском атопического дерматита через 1 год. J. Allergy Clin. Иммунол. 139 , 166–172 (2017).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 92

    Chng, K. R. et al. Профилирование всего метагенома выявляет зависимую от микробиома кожи восприимчивость к обострению атопического дерматита. Нат. Microbiol. 1 , 16106 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 93

    Гански, И.и другие. Биоразнообразие окружающей среды, микробиота человека и аллергия взаимосвязаны. Proc. Natl Acad. Sci. США 109 , 8334–8339 (2012).

    Артикул
    PubMed

    Google Scholar

  • 94

    Фирквист Н. и др. Виды Acinetobacter в микробиоте кожи защищают от аллергической сенсибилизации и воспаления. J. Allergy Clin. Иммунол. 134 , 1301–1309.e11 (2014).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 95

    Zeeuwen, P.L. et al. Грамположительные анаэробные кокки недостаточно представлены в микробиоме кожи человека с дефицитом филаггрина. J. Allergy Clin. Иммунол. 139 , 1368–1371 (2017).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 96

    Nakamura, Y. et al. Staphylococcus дельта-токсин вызывает аллергические кожные заболевания, активируя тучные клетки. Природа 503 , 397–401 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 97

    Нибур, М.и другие. Стафилококковый альфа-токсин является сильным индуктором интерлейкина-17 у человека. Заражение. Иммун. 79 , 1615–1622 (2011).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 98

    Kaesler, S. et al. Staphylococcus aureus Липотейхоевая кислота, производная , вызывает временный паралич Т-клеток независимо от Toll-подобного рецептора 2. J. Allergy Clin. Иммунол. 138 , 780–790.e6 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 99

    Zhang, L.J. et al. Кожные адипоциты защищают от инвазивной кожной инфекции Staphylococcus aureus . Наука 347 , 67–71 (2015).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 100

    Nakatsuji, T. et al. Staphylococcus aureus использует дефекты эпидермального барьера при атопическом дерматите для запуска экспрессии цитокинов. J. Invest. Дерматол. 136 , 2192–2200 (2016).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 101

    Kobayashi, T. et al. Дисбиоз и колонизация золотистого стафилококка вызывает воспаление при атопическом дерматите. Иммунитет 42 , 756–766 (2015). Это исследование демонстрирует, как преобладание S. aureus может вызывать воспаление кожи на животной модели с измененной целостностью барьера.

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 102

    Oh, J. et al. Измененный ландшафт микробиома кожи человека у пациентов с первичным иммунодефицитом. Genome Res. 23 , 2103–2114 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 103

    Smeekens, S.P. et al.Дисбаланс микробиома кожи у пациентов с дефектами STAT1 / STAT3 нарушает врожденные защитные реакции хозяина. J. Врожденный иммунитет. 6 , 253–262 (2014).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 104

    Chu, E. Y. et al. Кожные проявления синдрома дефицита DOCK8. Arch. Дерматол. 148 , 79–84 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 105

    Промперс, Л.и другие. Высокая распространенность ишемии, инфекции и серьезных сопутствующих заболеваний у пациентов с диабетической стопой в Европе. Исходные результаты исследования Eurodiale. Diabetologia 50 , 18–25 (2007).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 106

    Валенси П., Жирод И., Барон Ф., Моро-Дефарж Т. и Гийон П. Качество жизни и клинические корреляты у пациентов с язвами диабетической стопы. Diabetes Metab. 31 , 263–271 (2005).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 107

    Ramsey, S. D. et al. Заболеваемость, исходы и стоимость язв стопы у пациентов с диабетом. Уход за диабетом 22 , 382–387 (1999).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 108

    Гарднер, С. Э., Хиллис, С.L., Heilmann, K., Segre, J. A. и Grice, E. A. Микробиом нейропатической диабетической язвы стопы связан с клиническими факторами. Диабет 62 , 923–930 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 109

    Loesche, M. et al. Временная стабильность микробиоты хронической раны связана с плохим заживлением. J. Invest. Дерматол. 137 , 237–244 (2017).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 110

    Martinez, C. et al. Нестабильный состав фекальной микробиоты при язвенном колите в период клинической ремиссии. Am. J. Gastroenterol. 103 , 643–648 (2008).

    Артикул
    PubMed

    Google Scholar

  • 111

    Kalan, L. et al. Новое определение микробиома хронических ран: грибковые сообщества распространены, динамичны и связаны с замедленным заживлением. mBio 7 , e01058-16 (2016).

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 112

    Korem, T. et al. Динамика роста микробиоты кишечника в условиях здоровья и болезней, полученная на основе единичных метагеномных образцов. Наука 349 , 1101–1106 (2015).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 113

    Сегре, Дж.А. Формирование эпидермального барьера и восстановление при кожных заболеваниях. J. Clin. Вкладывать деньги. 116 , 1150–1158 (2006).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 114

    Галло, Р. Л. и Хупер, Л. В. Эпителиальная антимикробная защита кожи и кишечника. Нат. Rev. Immunol. 12 , 503–516 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 115

    Kong, H.H. et al. Исследование микробиома кожи: метод безумия. J. Invest. Дерматол. 137 , 561–568 (2017).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 116

    Алексеев О.А. Бактериальный ландшафт кожи человека: лес за деревьями. Exp. Дерматол. 22 , 443–446 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 117

    Алексеев, О.A. & Jahns, A. C. Отбор проб и обнаружение кожи Propionibacterium acnes : текущее состояние. Анаэроб 18 , 479–483 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 118

    Grice, E. A. et al. Профиль разнообразия микробиоты кожи человека. Genome Res. 18 , 1043–1050 (2008).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 119

    Накацудзи, Т.и другие. Микробиом простирается до субэпидермальных отделов нормальной кожи. Нат. Commun. 4 , 1431 (2013).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 120

    Zeeuwen, P. L. et al. Динамика микробиома эпидермиса человека после нарушения кожного барьера. Genome Biol. 13 , R101 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 121

    Надь, И.и другие. Propionibacterium acnes и липополисахарид индуцируют экспрессию антимикробных пептидов и провоспалительных цитокинов / хемокинов в себоцитах человека. Microbes Infect. 8 , 2195–2205 (2006).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 122

    Naik, S. et al. Взаимодействие комменсальных и дендритных клеток определяет уникальную защитную иммунную сигнатуру кожи. Nature 520 , 104–108 (2015).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 123

    Naik, S. et al. Компартментальный контроль кожного иммунитета резидентными комменсалами. Наука 337 , 1115–1119 (2012). Это исследование показывает, что кожные комменсалы могут способствовать кожному адаптивному иммунитету к патогенам.

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 124

    Прабхудас, М.и другие. Проблемы младенческого иммунитета: последствия для ответа на инфекцию и вакцины. Нат. Иммунол. 12 , 189–194 (2011).

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 125

    Scharschmidt, T.C. et al. Волна регуляторных Т-клеток в коже новорожденного опосредует толерантность к комменсальным микробам. Иммунитет 43 , 1011–1021 (2015). Это исследование описывает, как FoxP3 + Т-клетки накапливаются в коже новорожденных и способствуют толерантности к комменсалам.

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 126

    Белкайд Ю. и Тамутунур С. Влияние кожных микроорганизмов на кожный иммунитет. Нат. Rev. Immunol. 16 , 353–366 (2016). Это заметный обзор роли различных микроорганизмов в обучении врожденных и адаптивных компонентов иммунной системы кожи.

    Артикул
    CAS
    PubMed

    Google Scholar

  • 127

    Белкайд, Ю.И Харрисон, О. Дж. Гомеостатический иммунитет и микробиота. Иммунитет 46 , 562–576 (2017).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 128

    Hand, T. W. et al. Острая желудочно-кишечная инфекция вызывает долгоживущие Т-клеточные ответы, специфичные для микробиоты. Наука 337 , 1553–1556 (2012).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 129

    Отто, М. Staphylococcus epidermidis — «случайный» возбудитель. Нат. Rev. Microbiol. 7 , 555–567 (2009).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 130

    Ньюэлл, Э. В. и Дэвис, М. М. За пределами модельных антигенов: высокоразмерные методы анализа антиген-специфических Т-клеток. Нат. Biotechnol. 32 , 149–157 (2014).

    Артикул
    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • Волосатая кожа человека, полностью образованная из плюрипотентных стволовых клеток

  • 1.

    Сан, Б. К., Сипрашвили, З. и Хавари, П. А. Достижения в области трансплантации кожи и лечения кожных ран. Наука 346 , 941–945 (2014).

    ADS
    CAS
    PubMed
    Статья

    Google Scholar

  • 2.

    Lee, J. et al. Развитие волосяных фолликулов в органоидах кожи, полученных из плюрипотентных стволовых клеток мыши. Cell Rep . 22 , 242–254 (2018).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 3.

    Yang, R. et al. Получение фолликулогенных эпителиальных стволовых клеток человека из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Нат. Коммуна . 5 , 3071 (2014).

    ADS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья
    CAS

    Google Scholar

  • 4.

    Abaci, H.E. et al. Тканевая инженерия человеческих волосяных фолликулов с использованием подхода биомиметического развития. Нат. Коммуна . 9 , 5301 (2018).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 5.

    Gledhill, K. et al. Перенос меланина в 3D-эквиваленты кожи человека, генерируемый исключительно из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. PLoS ONE 10 , e0136713 (2015).

    PubMed
    PubMed Central
    Статья
    CAS

    Google Scholar

  • 6.

    Itoh, M. et al. Создание трехмерных эквивалентов кожи, полностью восстановленных из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК). PLoS ONE 8 , e77673 (2013).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 7.

    Lei, M. et al. Процесс самоорганизации в формировании органоидов кожи новорожденного вдохновляет на стратегию восстановления волосяного покрова взрослых клеток. Proc. Natl Acad. Sci. США 114 , E7101 – E7110 (2017).

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google Scholar

  • 8.

    Хейтман Н., Саксена Н. и Рендл М. Углубление понимания сложностей ниши стволовых клеток с помощью технологий следующего поколения. Curr. Opin. Ячейка Биол . 55 , 87–95 (2018).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 9.

    Koehler, K. R. et al. Получение органоидов внутреннего уха, содержащих функциональные волосковые клетки, из плюрипотентных стволовых клеток человека. Нат. Биотехнология . 35 , 583–589 (2017).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 10.

    Келер, К. Р., Микош, А. М., Молош, А. И., Патель, Д. и Хашино, Е. Создание сенсорного эпителия внутреннего уха из плюрипотентных стволовых клеток в трехмерной культуре. Природа 500 , 217–221 (2013).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 11.

    Tchieu, J. et al. Модульная платформа для дифференциации человеческих PSC во все основные эктодермальные линии. Стволовые клетки клеток 21 , 399–410 (2017).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 12.

    Уилсон, П. А. и Хеммати-Бриванлу, А. Индукция эпидермиса и ингибирование нервной судьбы с помощью Bmp-4. Nature 376 , 331–333 (1995).

    ADS
    CAS
    Статья
    PubMed

    Google Scholar

  • 13.

    Minoux, M. & Rijli, F. M. Молекулярные механизмы миграции клеток краниального нервного гребня и формирования паттерна в черепно-лицевом развитии. Разработка 137 , 2605–2621 (2010).

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google Scholar

  • 14.

    Driskell, R.R. et al. Четкие клоны фибробластов определяют архитектуру дермы в развитии и восстановлении кожи. Природа 504 , 277–281 (2013).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 15.

    Беттерс, Э., Лю, Ю., Кьельдгаард, А., Сундстрём, Э. и Гарсия-Кастро, М. I. Анализ раннего развития нервного гребня человека. Dev. Биол . 344 , 578–592 (2010).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 16.

    Ли Р.T. et al. Расслоение клеток в мезэнцефалической нервной складке и его значение для происхождения эктомезенхимы. Разработка 140 , 4890–4902 (2013).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 17.

    Дрискелл, Р. Р., Джангреко, А., Дженсен, К. Б., Малдер, К. В. и Ватт, Ф. М. Sox2-положительные клетки дермального сосочка определяют тип волосяного фолликула в эпидермисе млекопитающих. Разработка 136 , 2815–2823 (2009).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 18.

    Chuong, C.-M., Yeh, C.-Y., Jiang, T. X. & Widelitz, R. Формирование сложности на основе модулей: периодическое формирование рисунка в перьях и волосах. Wiley междисциплинарный. Rev. Dev. Биол . 2 , 97–112 (2013).

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google Scholar

  • 19.

    Веласко, С.и другие. Отдельные органоиды головного мозга воспроизводимо образуют клеточное разнообразие коры головного мозга человека. Nature 570 , 523–527 (2019).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 20.

    Pijuan-Sala, B. et al. Одноклеточная молекулярная карта гаструляции и раннего органогенеза мышей. Nature 566 , 490–495 (2019).

    ADS
    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 21.

    Солдатов Р. и др. Пространственно-временная структура решений клеточных судеб в нервном гребне мышей. Наука 364 , eaas9536 (2019).

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google Scholar

  • 22.

    Joost, S. et al. Одноклеточная транскриптомика показывает, что дифференциация и пространственные сигнатуры формируют гетерогенность эпидермиса и волосяного фолликула. Клеточная система . 3 , 221–237 (2016).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 23.

    Zeisel, A. et al. Молекулярная архитектура нервной системы мыши. Ячейка 174 , 999–1014 (2018).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 24.

    Sennett, R. et al. Интегрированный атлас транскриптомов эмбриональных предшественников волосяных фолликулов, их ниш и развивающейся кожи. Dev. Ячейка 34 , 577–591 (2015).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 25.

    Lanctôt, C., Moreau, A., Chamberland, M., Tremblay, M. L. & Drouin, J. Для формирования паттерна задних конечностей и развития нижней челюсти требуется ген Ptx1 . Разработка 126 , 1805–1810 (1999).

    PubMed

    Google Scholar

  • 26.

    Minoux, M. et al. Мутации мыши Hoxa2 представляют собой модель микротии и дупликации ушной раковины. Разработка 140 , 4386–4397 (2013).

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google Scholar

  • 27.

    Лим, X. & Nusse, R. Передача сигналов Wnt в развитии кожи, гомеостазе и заболеваниях. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол . 5 , а008029 (2013).

    PubMed
    PubMed Central

    Google Scholar

  • 28.

    Zhu, X.-J. и другие. Ось передачи сигналов BMP-FGF опосредует индуцированную Wnt эпидермальную стратификацию в развивающейся коже млекопитающих. PLoS Genet . 10 , e1004687 (2014).

    PubMed
    PubMed Central
    Статья
    CAS

    Google Scholar

  • 29.

    Richardson, G.D. et al. Передача сигналов KGF и EGF блокирует индукцию волосяных фолликулов и способствует межфолликулярной эпидермальной судьбе в развивающейся коже мыши. Разработка 136 , 2153–2164 (2009).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 30.

    Langbein, L., Yoshida, H., Praetzel-Wunder, S., Parry, D. A. & Schweizer, J. Кератины мозгового вещества волос бороды человека: загадка в центре. J. Invest. Дерматол . 130 , 55–73 (2010).

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google Scholar

  • 31.

    Гатто, Г., Смит, К. М., Росс, С. Э. и Гулдинг, М. Разнообразие нейронов в соматосенсорной системе: преодоление разрыва между типом клеток и функцией. Curr. Opin. Нейробиол . 56 , 167–174 (2019).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 32.

    Perdigoto, C. N., Bardot, E. S., Valdes, V. J., Santoriello, F. J. и Ezhkova, E. Эмбриональное созревание эпидермальных клеток Меркеля контролируется избыточной сетью факторов транскрипции. Разработка 141 , 4690–4696 (2014).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 33.

    Дженкинс Б. А. и Лумпкин Е. А. Развитие осязания. Разработка 144 , 4078–4090 (2017).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 34.

    Нарисава, Ю., Хашимото, К., Накамура, Ю. и Кода, Х. Высокая концентрация клеток Меркеля в выпуклости до прикрепления мышцы-арректора и образования перифолликулярного нерва. сплетение в коже плода человека. Arch. Дерматол. Res . 285 , 261–268 (1993).

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google Scholar

  • 35.

    Toyoshima, K. E. et al. Полнофункциональная регенерация волосяных фолликулов за счет перестройки стволовых клеток и их ниш. Нат. Коммуна . 3 , 784 (2012).

    ADS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья
    CAS

    Google Scholar

  • 36.

    Хорсли В., Алипрантис А. О., Полак Л., Глимчер Л. Х. и Фукс Е. NFATc1 уравновешивает покой и пролиферацию стволовых клеток кожи. Cell 132 , 299–310 (2008).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 37.

    Roberts, B. et al. Систематическая маркировка генов с использованием CRISPR / Cas9 в стволовых клетках человека для освещения клеточной организации. Мол. Биол. Ячейка 28 , 2854–2874 (2017).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 38.

    Ли, Дж. И Келер, К. Р. Получение органоидов кожи человека из стволовых клеток. Protoc. Exch . https://doi.org/10.21203/rs.3.pex-889/v1 (2020).

  • 39.

    Батлер, А., Хоффман, П., Смиберт, П., Папалекси, Э. и Сатия, Р. Объединение транскриптомных данных отдельных клеток для различных условий, технологий и видов. Нат. Биотехнология . 36 , 411–420 (2018).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 40.

    Сатия, Р., Фаррелл, Дж. А., Геннерт, Д., Шиер, А. Ф. и Регев, А. Пространственная реконструкция данных экспрессии генов одной клетки. Нат. Биотехнология . 33 , 495–502 (2015).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 41.

    Stuart, T. et al. Всесторонняя интеграция одноклеточных данных. Ячейка 177 , 1888–1902 (2019).

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google Scholar

  • 42.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *