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几十年来，皮肤通过机械拉伸扩张的能力一直被用于整形和重建手术，以产生多余的皮肤，可用于修复先天缺陷、受损组织和乳房切除术后的乳房重建。皮肤响应机械拉伸的细胞和分子机制仍然未知。

由 Pr. 领导的研究人员。Cédric Blanpain-WELBIO 研究员，布鲁塞尔自由大学医学院干细胞和癌症实验室主任，与 Pr. 合作。剑桥大学的 Benjamin D. Simons 证明，拉伸通过表皮干细胞的自我更新诱导皮肤扩张，并揭示了在单细胞分辨率下负责拉伸诱导干细胞激活和更新的信号通路。

皮肤表皮是保护动物免受感染和水分流失的重要屏障。当皮肤暴露于机械应力时，它必须通过调整其尺寸来抵抗机械应力，同时保持其屏障功能。整形外科医生利用这些特性来生成额外的皮肤以进行重建手术。为此，外科医生使用可充气的“皮肤扩张器”，将其插入皮肤下方并充气，从而导致覆盖的皮肤扩张。尽管这项技术已经在医学上使用了几十年，但人们对皮肤扩张器的机械力导致皮肤干细胞激活和产生多余皮肤的机制知之甚少。

在《自然》杂志上发表的这项新研究中，Mariaceleste Aragona 及其同事在单细胞分辨率下定义了克隆动力学和导致干细胞激活和皮肤扩张的分子机制。

他们使用最先进的基因小鼠模型来研究表皮干细胞对机械拉伸的反应。具体来说，他们进行了遗传谱系追踪，使他们能够标记位于皮肤细胞层次结构顶部的干细胞，并随着时间的推移跟踪干细胞后代的命运。他们与 Pr Thierry Voet(KULeuven)合作将这些分析与单细胞测序相结合，分析每个细胞的分子身份，提供伴随皮肤扩张的不同细胞状态的深度分辨率。

有趣的是，他们发现只有特定的干细胞会响应机械拉伸而改变其行为和细胞命运。该研究的第一作者 Mariaceleste Aragona 说：“特别令人兴奋的是，观察到并非所有细胞对机械扰动的反应都相同，并且首次确定了表征这些特定拉伸皮肤干细胞的分子特征。”