每天清晨當你站在浴室的鏡子前為新的一天做準備時，常常會注意到皮膚的細微變化：眼角有了輕微的皺紋、臉頰上多了暗黃的色斑、又多了一個痘痘。於是，你開始拿出抗皺、防曬、抗氧化糖化的各類護膚品往自己的臉上塗抹。面對紛雜的面霜精華液，你是否想過，我們的皮膚為什麼會衰老呢？
要回答這個問題，我們首先要了解皮膚的結構與功能。皮膚可分為3層：最外層是表皮，具有防護，包含製造角蛋白的細胞和賦予皮膚顏色的黑色素細胞。表皮中的其他細胞讓我們有觸覺並提供免疫力來抵抗細菌和其他病菌等入侵者。底層是皮下組織，包含脂肪細胞或脂肪組織，可以隔離身體並幫助保存熱量。表皮和皮下組織之間是真皮，包含賦予皮膚強度、支撐和柔韌性的細胞。真皮層不僅具有感覺感受器讓身體接收來自外界的刺激並感受壓力、疼痛和溫度，還具有血管網絡為皮膚提供營養，並清除廢物。真皮層的皮脂腺產生油脂，防止皮膚乾燥。來自皮脂腺的油脂還有助於軟化頭髮並殺死皮膚毛孔中的細菌【1】。
隨著年齡的增長，表皮的再生能力和屏障功能逐漸下降，真皮中的細胞則會失去強度和柔韌性，從而導致皮膚失去年輕的外觀。之前的多項研究表明慢性炎症與皮膚老化緊密相關。然而，炎症是如何影響組織衰老的仍待研究。
近日，來自巴塞隆納生物醫學研究所 (IRB Barcelona)與西班牙國家基因組分析中心 (CNAG) 的科學家們合作發表在Nature Aging上的研究表明，IL-17 蛋白在皮膚老化中起著核心作用，並將L-17 介導的衰老過程到炎症狀態聯繫起來【2】。
圖片來源：參考文獻【2】
衰老的皮膚中淋巴細胞比例上調
為探究衰老的皮膚與年輕皮膚細胞構成及基因表達的不同之處，研究人員通過單細胞RNA測序（scRNA-Seq）分析了小鼠背部皮膚非上皮細胞（EpCAM-）的基因表達情況，並將年齡在80-90周的老年小鼠與年齡在17-25周的成年小鼠的數據進行對比。基於細胞表面是否表達CD45，他們將檢測的細胞分為非免疫細胞（CD45-）和免疫細胞（CD45+）兩大類。
由於在非免疫細胞中未檢測到衰老相關生物標誌物轉錄水平和蛋白表達水平的變化，研究人員主要聚焦免疫細胞，特別呈顯著年齡相關變化的CD4+TH 細胞, γδ T 細胞和先天性淋巴細胞等淋巴細胞。與成年小鼠相比，這些淋巴細胞的占比在老年小鼠中顯著增高。
圖註：實驗流程
圖片來源：參考文獻【2】
圖註：淋巴細胞亞群IL-17A/F相關信號通路上調
圖片來源：參考文獻【2】
衰老的皮層中促炎細胞因子表達水平上調
那麼，這些淋巴細胞在基因表達水平上有怎樣的變化呢？研究人員發現多種促炎細胞因子的基因轉錄水平呈上調趨勢。其中，白細胞介素17（IL-17）家族的成員IL-17A和IL-17F在衰老小鼠CD4+TH 細胞, γδ T 細胞和固有性淋巴樣細胞（ILC）中基因轉錄水平的上調最為顯著。進一步實驗表明衰老小鼠背部皮層中IL-17A+細胞的比例高於成年小鼠。
這個趨勢是否適用於人類呢？利用螢光原位雜交（FISH）技術，研究人員發現與成年人皮層相比，IL-17A 和IL-17F的陽性細胞在衰老的人類皮膚中比例更高。因此，IL-17A/F的上調也適用於人類。
圖註：在衰老小鼠中阻斷 IL-17A/F 可延緩衰老
圖片來源：參考文獻【2】
抑制IL-17A/F可以延緩皮膚衰老
為研究IL-17A/F的上調是否會通過促進炎症狀態進而導致皮膚衰老，研究人員利用IL-17A和IL-17F的抗體來處理老年小鼠。處理12周後，他們發現老年小鼠皮膚的炎症水平顯著下降。他們還測量了小鼠的角化層厚度以評估皮膚衰老層度。結果表明抑制IL-17A/F可以降低角化層厚度，讓皮膚狀態變得更年輕。
IL-17A/F的上調又是如何調控炎症反應的呢？利用染色質免疫沉澱-測序（CHIP-Seq），研究人員發現NF-kB信號參與了表皮衰老相關的炎症反應的調控。
「衰老與輕微但持續的炎症有關，在皮膚中，其特徵是 IL-17 的表達顯著增加進而導致皮膚退化，」該論文的第一作者 Paloma Solá 博士和 Elisabetta 博士總結道【3】。
不過，抑制IL-17A/F來延緩皮膚衰老的辦法也存在一些爭議。「IL-17 蛋白對於重要的身體功能至關重要，例如抵禦微生物和促進傷口癒合，因此永久阻斷它並不是一種選擇。我們觀察到的是，對它的暫時性抑制在治療上有應用前景，」 IRB Barcelona 的副研究員 Guiomar Solanas 博士說。
本文轉載自「生物谷」
責編|文競擇
校對|文競擇
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參考資料：
[1]https://medlineplus.gov/ency/anatomyvideos/000029.htm
[2]Solá, P., Mereu, E., Bonjoch, J. et al. Targeting lymphoid-derived IL-17 signaling to delay skin aging. Nat Aging (2023). https://doi.org/10.1038/s43587-023-00431-z
[3]https://www.news-medical.net/news/20230608/Scientists-identify-the-IL-17-protein-as-a-determining-factor-in-skin-aging.aspx