液滴（绿色）的形成推动了皮肤细胞快速转变为鳞状细胞。
皮肤是身体对抗病原体和其他外部威胁的第一道屏障，其最外层是一层扁平的死细胞——鳞状细胞，它们能够将皮肤内层的活细胞和外部环境隔离开来。在我们的一生中，鳞状细胞不断地从皮肤表面脱落，被内侧的皮肤细胞所取代。
近日，来自美国洛克菲勒大学的研究人员发现了皮肤细胞感知环境变化，促进鳞状细胞形成的机制，并深入探究了该机制出现问题时可能导致的皮肤异常，如特应性皮炎和牛皮癣，相关结果发表在《科学》杂志上。
皮肤的表皮由一层内部的干细胞组成，它们会周期性地停止分裂，向体表移动。当这些细胞向外穿梭时，会面临着越来越严酷的极端环境。在最后一步，当它们接近皮肤表面，向鳞状细胞转变时，细胞核和细胞器会突然消失。
论文的主要作者Felipe Garcia Quiroz注意到，就在细胞转变之前，深染蛋白质会沉积形成液滴。就像是把油倒进醋里，摇晃之后看到的那种油滴。这种现象被称为相分离，当性质不同的液体聚集在一起时就会发生：油更倾向于和其他油聚集在一起，所以它们会从醋中分离出来。细胞内也会发生相分离，形成的液滴与其他细胞器不同，不受脂质膜的束缚。
Quiroz和他的同事猜测，在皮肤细胞中，他们观察到的深染蛋白质沉积，也就是透明角质蛋白颗粒，是通过相分离形成的，当这些“油滴”携带的分子信息被释放时，细胞就会迅速变平并死亡。
为了在皮肤上直接验证这一假设，研究人员开发了一项新技术，在不破坏细胞正常过程的情况下，实现了相分离动力学的可视化。即利用相分离传感器分子指示透明角质蛋白颗粒的形成，当颗粒在小鼠的皮肤细胞中形成时会发出绿光，当颗粒分解时绿光也会消失。
通过这种方法，研究人员发现，丝聚蛋白在透明角质蛋白颗粒的形成中具有重要作用，且在某些情况下会发生突变。Quiroz说：“如果丝聚蛋白不能正常发挥作用，就不能发生相分离形成透明角质蛋白颗粒，细胞也不能根据环境因素转化为鳞状细胞。”
这些发现也揭示了与丝聚蛋白突变相关的皮肤疾病的潜在诱因。Quiroz说：“我们认为丝聚蛋白突变造成了相分离失败，透明角质蛋白颗粒无法形成，会使皮肤屏障形成缺陷，最终导致皮肤发炎、开裂。”
论文的通讯作者Elaine Fuchs补充说：“之前针对与丝聚蛋白突变相关皮肤病的治疗策略都集中在抑制免疫系统上，这项工作提示我们，应该更仔细地研究皮肤屏障本身。”
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编译：花花
审稿：阿淼
责编：邓可
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
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