皮肤是我们身体抵御病原体及其他外部威胁的重要防线。其最外层通过一种显著的转变得以维持，皮肤细胞迅速转化为扁平的死细胞——鳞状细胞，为皮肤的活性部分与外界环境之间提供了紧密的屏障。

这项研究在小鼠身上进行，并发表在《科学》杂志上，研究还揭示了这种机制中的异常如何导致特应性皮炎和牛皮癣等皮肤疾病。

如同油与醋

皮肤的表皮由干细胞的内层构成，这些干细胞会周期性地停止分裂并向外移动，逐渐接近体表。当细胞穿越下一层时，它们面临着越来越严酷的环境变化，比如温度的波动。在最后一步，细胞接近表面时，细胞核和细胞器会突然消失，戏剧性地转变为鳞片。

富克斯实验室的前博士后费利佩·加西亚·奎罗兹(Felipe Garcia Quiroz)注意到，皮肤细胞在转变为鳞片之前出现了一些奇特的现象：深色的蛋白质沉积，类似于将油倒入醋中后摇晃所看到的水滴。

这种现象被称为相分离，当性质不匹配的液体聚集在一起时就会发生：油更倾向于与其他油相聚，因此从水基醋中分离出来。相分离也被认为发生在细胞内部，在细胞内，相当于油滴的结构是一种鲜为人知的结构，与许多其他细胞器不同，它不受脂质膜的限制。Quiroz和他的同事怀疑，在皮肤细胞中观察到的深色蛋白质沉积，即角透明素颗粒，是通过相分离形成的，并携带分子信息，当这些信息被释放时，会促使细胞迅速变平并死亡。

为了直接在皮肤上验证这一想法，Quiroz和他的同事们开发了一种技术，可以在不干扰细胞正常过程的情况下可视化相分离的动力学。他们制造了带有相分离传感器的小鼠，这是一种生物分子，当角透明素颗粒形成时，在显微镜下会发出绿光，而当颗粒分解时，这种生物分子会消失。

通过这种方法，研究人员能够证明一种名为聚丝蛋白的蛋白质在颗粒形成中起着关键作用，这种蛋白质在某些皮肤状况下已知会发生突变。Quiroz表示：“如果聚丝蛋白无法正常工作，相分离就无法发生，皮肤将缺乏角质透明素颗粒，细胞也无法根据环境因素进行转化。”

屏障失效

这些发现还揭示了与聚丝蛋白突变相关的皮肤状况的潜在成因。例如，当Quiroz设计聚丝蛋白模拟与特应性皮炎相关的突变时，皮肤细胞无法再形成正常的颗粒。他表示：“我们怀疑，这种相分离的缺失导致了皮肤屏障的缺陷，从而引发了这些情况下的皮肤发炎和开裂。”

Fuchs补充道，这项研究可能为开发治疗这种及其他与聚丝蛋白相关的皮肤病开辟了全新的方向。

她指出：“迄今为止，大多数治疗方法都集中在抑制免疫系统上，但我们的研究结果表明，我们应该更加关注免疫屏障本身。”