最新研究揭示了皮肤细胞通过表观遗传标记实现“记忆”的机制，解释了银屑病等炎症性皮肤病为何会在相同部位反复发作。
皮肤是有记忆的。6岁跌倒时留在眉角的疤痕，或是13岁夏天留下的雀斑，都在诉说着生命的故事。如今科学家发现，这种记忆不仅存在于表象，甚至深深刻在了细胞层面。对于患有银屑病等炎症性皮肤病的人来说，皮肤的这种“记忆”表现为在相同部位反复出现的炎症爆发。现在，科学家们终于找到了背后的科学原理。
在近期发表于《科学》杂志的一项小鼠实验研究中，研究人员展示了皮肤细胞在每次再生时是如何继承基因表达模式的。研究团队发现，连续世代的皮肤细胞不仅能维持DNA结构的记忆，还能继承一种被称为“表观遗传标记”的化学修饰。这种修饰能够像开关一样控制基因的开启或关闭，或者调节特定基因的活跃程度，这一过程被称为基因表达。
来自西奈山艾克曼医学院的免疫学家 Shruti Naik 曾与该研究的资深作者 Elaine Fuchs 合作过，她虽然未直接参与本次研究，但对此给予了高度评价。她指出，过去人们知道干细胞具有改变行为并进行记忆的能力，但并不确定这种能力是否通过表观遗传机制实现。而这篇论文有力地证明了，正是通过DNA标记，使得干细胞在未来的发展中能够表现出不同的行为特征。
皮肤干细胞的这种记忆力其实是一把双刃剑。从有益的角度看，如果皮肤受到割伤，由于细胞记得受伤经历，伤口愈合的速度会比以往更快。然而，对于银屑病等疾病，这种记忆却带来了麻烦。炎症爆发的记忆会让组织对压力等环境诱因变得过度敏感，从而导致慢性炎症的持续存在。
这项研究的共同作者、斯隆凯特林研究所(Sloan Kettering Institute)计算与系统生物学项目主席 Dana Pe'er 表示，DNA对过去创伤的记忆时间比我们预想的要长得多，这确实是一把双刃剑。
为了完成这项研究，研究人员利用人工智能模型来协助识别小鼠体内驱动皮肤干细胞长期记忆的特定基因序列。他们让模型观察细胞DNA区域在受伤(在此实验中通过对小鼠背部进行微小的活检手术)前后的不同表现。Pe'er 称，人工智能的发现就像是打开了一个“黑箱”，随后研究人员又对其进行了进一步验证。
尽管这项实验是在小鼠身上进行的，但 Naik 解释说，由于生物学特征在不同物种间具有高度的保守性，这一发现对人类同样具有参考价值。这也为未来开展人体临床试验铺平了道路。不过，人体试验的难度会更高，因为小鼠皮肤细胞的再生周期是以天计算的，而慢性疾病在人类身上往往持续数月甚至数年。
随着证据的积累，一个事实正变得愈发清晰，那就是炎症可以改变生物体发展的轨迹。Naik 认为，未来的研究方向将聚焦于：我们的经历如何改变了自身的根本行为？在现有的生活方式下，这又会对疾病的发作产生怎样的影响？她甚至提出了一个大胆的设想，如果人类能够逆转这种印记，消除这些损伤，那么我们基本上就掌握了掌控人类健康的主动权。
本文译自 Scientific American，由 BALI 编辑发布。
