生物混合皮肤移植：用于内部健康监测的荧光窗口

生物混合皮肤移植：用于内部健康监测的荧光窗口

智能手表等可穿戴健康设备现在很常见，可以连续监测皮肤表面的生理信号。最近，日本的一个研究小组开发了一种在体内起作用的生物混合方法，将人造皮肤变成内部生物状态的可见指示器。

由东京城市大学和东京大学领导的联合研究小组与 RIKEN 和佳能医疗系统公司合作，提出了一项研究生活传感器显示：一种人造皮肤移植物，可对某些生物标志物做出反应，例如：B.炎症、荧光。报道于自然交流该系统利用人体自然皮肤再生来支持生物标志物的长期监测，提供植入后无需采血的视觉显示，并通过观察实现直观评估。

不仅仅是表面的

监测内部生物标志物（指示炎症、压力或疾病的蛋白质）通常依赖于血液样本或仅在有限时间内工作的外部传感器。

东京城市大学杰出教授 Hiroyuki Fujita（东京大学名誉教授）表示：“传统方法通常是侵入性的，或者只能提供时间快照。” “我们的目标是研究一种生物集成系统，即使在家里也能实现连续感知和直观解释。”

为了实现这一目标，研究人员使用了表皮干细胞，它可以在皮肤的整个生命周期中自然地滋养和更新皮肤。通过对这些细胞进行基因工程改造，使其能够对炎症信号（特别是 NF-κB 通路的激活）做出反应，该团队创造了能够增加绿色荧光蛋白 (EGFP) 表达的皮肤组织，以响应炎症信号。

如果传感器是身体的一部分

当移植到小鼠体内时，经过处理的皮肤移植并在功能上整合到宿主组织中。当炎症被诱发时，移植区域会发出绿色荧光，并将内部分子信号转换为外部光信号。

由于传感器由活的表皮干细胞组成，因此它是通过皮肤的自然细胞新陈代谢来维持的。

与需要电源或定期更换的传统设备不同，该系统由身体本身进行生物维护。在我们的实验中，随着操纵的干细胞不断再生表皮，传感器的功能可以维持超过 200 天。”

东京大学竹内正司教授

实现可见的长期生物标志物监测

这项研究证明了无需电池、接线或主动用户操作即可进行长期生物集成传感的概念验证。尽管这项工作的重点是炎症信号传导，但基本策略是适应性强的。通过修改分子靶点，可以开发出类似的工程皮肤结构，以响应不同的生理或代谢信号。

研究人员指出，这项技术的应用可能超出人类医疗保健范围，包括动物研究和兽医学，其中健康状况的视觉指标可以帮助早期发现无法传达症状的动物的疾病。

尽管这项工作仍处于早期临床前阶段，但它提供了一种基于生物学的方法，将活体组织与传感功能联系起来，并模糊了生物系统和技术设备之间的界限。

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