皮膚也有“記憶”？《科學》：一次發炎，終身難忘的原因找到了

生活中，不少人會遇到慢性皮炎的癥狀。奇怪的是，皮疹傾向于反復在一個地方發生，其他區域的皮膚部位卻相安無事，仿佛這一塊區域擁有了獨特的“記憶”。這種現象與免疫記憶現象非常相似，例如記憶B細胞能對已經識別的病原體迅速反應。

在早些時候，科學界通常認為只有免疫系統才能記住過去的感染狀況，并應對相同的病原體。但近年的研究發現，這種“記憶”能力并不僅限于免疫細胞。皮膚、腸道、肺部等組織的干細胞也能“記住”過去的炎癥經歷，并在未來面對各種壓力時快速應對。

最近，《科學》雜志上的一項研究發現皮膚干細胞能夠將一次短暫的炎癥經歷記錄在基因中，這種記憶甚至可以持續非常久。當皮膚經歷炎癥時，某些特定基因的染色質會變得更加“開放”，使這些基因更容易被激活。即使炎癥消退，這種開放狀態仍會持續一段時間，讓皮膚在下次受傷時能夠更快地啟動修復程序。

在這項研究中，科學家首先在小鼠背部皮膚涂抹一種名為咪喹莫特的藥物，誘發類似于人類銀屑病的炎癥反應，這種炎癥在30天內會自行消退。令人驚訝的是，當研究人員在一年后檢查這些小鼠的皮膚干細胞時（相當于人類經歷了幾十年），他們發現大約10%的炎癥相關基因仍然保持著容易激活的狀態。

研究人員將這種持久開放的染色質區域稱為“長期記憶域”。研究發現，這些長期記憶域不僅能夠持續存在，而且確實能夠增強皮膚對后續傷害的反應能力。當小鼠在年輕時經歷過這種炎癥，即使進入老年階段它們的傷口愈合速度也更快，甚至能恢復到年輕小鼠的水平。

CpG島是DNA序列中富含“CG”二核苷酸的區域。研究發現，CpG密度越高的基因區域，越容易形成長期記憶。這就像是一段文字中的關鍵詞——關鍵詞越密集，這段文字就越容易被記住。

圖片來源：123RF

當炎癥發生時，這些CpG密集的區域會發生一種特殊變化：DNA甲基化水平顯著降低。DNA甲基化是一種表觀遺傳修飾，通常會使基因關閉。而炎癥誘導的甲基化降低就像是解開了這些基因區域的“鎖”，讓它們更容易被激活。

這些CpG密集的區域還具有特殊的物理性質——它們天生傾向于形成不穩定的核小體結構。核小體是DNA纏繞的“線軸”，不穩定的核小體意味著DNA更容易被解開和讀取。

其中，H2A.Z是一種能夠使核小體結構更不穩定的組蛋白，它的存在有助于維持染色質的開放狀態。在炎癥期間，H2A.Z會大量聚集到CpG密集的長期記憶域。即使炎癥消退，H2A.Z仍然牢牢地“駐扎”在那里，這也為后續特定基因的活躍打下了基礎。

▲研究示意圖（圖片來源：參考資料[1]）

除了皮膚干細胞，研究人員發現類似的機制可能也存在于其他組織和細胞類型中。他們分析了胰腺細胞和造血干細胞的數據，發現CpG密度同樣與這些細胞的炎癥記憶持久性相關。

這一發現為炎癥記憶的分子機制提供了新的理解，也有望推動新的炎癥治療策略誕生。如果科學家能夠增強有益的炎癥記憶，就可以加速傷口愈合、增強對感染的抵抗力；反過來，如果能夠抑制有害的炎癥記憶，就可能為治療慢性炎癥性疾病，例如銀屑病提供新思路。

參考資料：

[1] Distinctive DNA sequence features define epigenetic longevity of inflammatory memory. Science (2026). DOI: 10.1126/science.adz6830

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