973首席科学家金岩教授：再生医学美容科技已经到来

作者 | 布 瓜

因此在近两年，国内外化妆品巨头们开始表现出对再生医学的关注，还有公司将其列为长期战略突破方向之一。

在本次聚美丽年度大会上，空军军医大学组织工程研发中心创始人、国家重大科学研究计划、国家重点基础研究发展计划(973计划)首席科学家、佰鸿集团首席科学家金岩教授作为特邀嘉宾出席大会，发表主题为【科学技术释放美丽“想象力”】的主题演讲，以下是他的演讲实录。

其实今天来聚美丽的舞台分享，我前后经历过巨大的思想转变。

十年前有人找到我希望一起做面膜产品，我认为那不是教授的职责，所以并没答应；但今天我希望通过科学研究，让国人的皮肤更加健康、美丽。

在我过去的研究中，不仅深度研究皮肤组织，甚至能够造出活的人体皮肤。在中国实现真正产业化后，3D皮肤模型代替了这种“人造皮肤”，而3D皮肤模型也是我们团队的成果。

众所周知，皮肤是人体最大的器官，而且是身体与外界交流的屏障，且肌理的所有的反应，都可以通过皮肤表现出来，皮肤的变化也能影响身体其他器官的变化。因此，皮肤是一个从事科学研究很好的媒介。

那么，把其他组织器官研究的认识和方法转变到皮肤上，可以让皮肤更为健康，而且还可以解决皮肤的很多问题。但时至今日，皮肤还有很多的东西并不十分清楚。

所以，应该有更多的科学家来到这个舞台上。如果有一天，有很多像我一样的科学家来到这里，那中国人的皮肤，在全世界可能是最美丽，最健康的。

科技不是一个离生活很远的东西。譬如一个智能手机的基础科学技术都是从以前被认为离我们很远的数学、智能、信息技术中来，但手机的快速发展，改变了我们的社会。

那么，可以引起皮肤变化的新科技，就是再生医学，我认为将给人类社会带来巨大的变化。

那么，再生医学是怎么来的?

没有一个学科是无中生有的，每一个科学发展都与人类需求息息相关。尽管人类社会发展，让我们越来越聪明，但有个功能越来越差，就是再生能力。譬如，人类已经没有办法再生自己的肢体。

仅仅残留的再生能力在皮肤，因为人类每天接触外面的环境。但皮肤的再生能力是有限的，譬如烧伤刮伤皮肤可以愈合，但是深度的皮肤创伤是没有办法愈合的，会变成斑痕。

现今社会，再生对于人类是奢侈品。因为人类没法修复和再生自己的组织器官，也没有相关产品。但这也催生了再生医学的发展，其核心则包括组织工程和干细胞。

我们这个团队，在再生医学发展的20年中，一直在该领域中的科技研究和转化上处在前沿位置，团队的基因是再生医学的医疗产品的研发。

在组织工程与再生医学产品的研究方面，团队获得了很多荣誉，如国家科技进步一等奖等。我们做成的中国第一个组织工程产品，是组织工程皮肤，该产品和真的皮肤结构一模一样；还有世界的第一个生物角膜、第一个获批的软骨细胞膜片技术、世界第一个再生牙髓等。

那么，这些好的科技该如何转换到皮肤健康上面?

再生医学的核心是解决“细胞”问题，从衰老、发育、免疫、疾病、再生等都是细胞的问题。

譬如，衰老的核心问题是细胞损伤的累积，产生不了胶原蛋白，并随环境的变化后，皮肤会出现不能修复的皱纹。与此同时，衰老时细胞内结构与功能正在发生明显的变化。

年轻的时候容光焕发，是因为有强大的免疫系统去监控衰老细胞，但凡出现衰老的细胞，就会将它清除掉。

但衰老细胞是与生俱来并长期存在的，衰老细胞将随着年龄的增长而增长，若等年龄老了再处理，越老衰老细胞越多，则越难对付。并且，增多的衰老细胞将导致组织器官异常。

而另外一项研究则显示：去除衰老细胞可以延年益寿、缓解衰老相关疾病。

我们通过研究检查后发现，细胞衰老的原因是骨质疏松。而女性到更年期以后衰老的重要表现之一也是骨质疏松，因为激素发生很大的变化。在衰老的演变基础中我们还发现，干细胞的变化越来越受到重视。

那么，衰老的基础变化是什么?干细胞是否发生变化?干细胞的变化能否逆转?

带着疑问，国家成立了“973计划”首席科学家项目，主要研究干细胞在骨衰老与再生中的作用于分子机制(项目编号：2011CB964700)。该项目是国家重大科学研究计划，而我是该项目的首席科学家。

我们通过建立9种骨质疏松模型，进行MSCs(骨髓间充质干细胞)比较研究。原因在于，不管是基因变化，还是自然衰老，都会出现骨质疏松的现象，骨质疏松从一定程度上反应了衰老的现象。

我们做了超过十年的研究后发现：骨衰老过程中调控MSCs功能的信号通路异常 。并且证实，给衰老的小鼠打进健康的MSCs，可以治疗和预防衰老。

除了小动物做实验之外，我们还通过大动物，譬如通过山羊做试验。将近七年的实验时间后，我们发现MSC(间充质干细胞)可以治疗山羊骨质疏松 。

实验方式是通过山羊的卵巢去除掉以后加速它的衰老，再通过干细胞注射、X线观察，再到BMD骨密度测，最终发现通过MSC治疗可以预防山羊脊椎骨丢失，还可以恢复骨再生能力并趋于形成、吸收的组织稳态平衡。

在全世界，我们是最早提出年轻干细胞可以通过外泌体恢复衰老细胞的功能，并且证明了疾病MSCs能够吞噬健康细胞分泌的外泌体，还能通过系统注射外泌体可减轻疾病表型。

这些发现在2015年时，发布在国际上非常著名的细胞代谢杂志，杂志同期专家述评，高度评价该发现对干细胞治疗的贡献。

此外， 我们首次发现了干细胞治疗抵抗衰老的原因，证明了这个囊泡——外泌体。所以，我们向全世界最早地证明了：外源性的细胞可以通过外泌体影响体内的细胞，让它更年轻化。

但事实上，还有很多疾病与外泌体囊泡有关系。

譬如，在治疗糖尿病过程中发现：干细胞分离的囊泡也可以治疗糖尿病，基因也可以影响通路。这个发现也发表到了世界上著名的细胞外囊泡杂志，获得了25.841的期刊影响因子。

所以，干细胞分泌的囊泡有着较强的重要性。

简单来看，最小的是外泌体囊泡，大的有凋亡小体等。细胞外囊泡是活细胞分泌的，由脂质双分子层包围形成的纳米型膜性囊泡，分布于各种体液中，包括血液、唾液、淋巴液以及乳汁等。乳汁中也存在的原因在于，哺乳小孩也需要细胞外囊泡。

而且，不同的囊泡它的结构不一样，内容物不一样，当然它们来源也不一样。

对囊泡的研究，上世纪60年代就一开始。但在以前，研究者认为这些囊泡是细胞的垃圾。到了2013年，诺贝尔奖获得者证明了囊泡是怎么产生的，是起什么作用之后，才引起科学界的研究与研究。

现在大家都知道，外泌体是细胞间相互沟通与影响的重要工具。细胞分泌出的囊泡可以和附近的和远处的细胞说话。而且可携带多种蛋白质、mRNA、miRNA等，装载量大。

在细胞培养中，需要加入重要的动物血清。如果将动物血清的外泌体去除掉后，细胞会马上衰老。譬如下图“p16 p21 p53”这几个衰老基因提高的原因，是培养过程中把血清中的外泌体去除掉之后，衰老基因马上爆表了。

与此同时，年轻外泌体也可以修复紫外照射导致的MSC衰老。

并且，衰老细胞不停地释放外泌体，最终导致机体的衰老加速，因为，它是细胞通讯交流的重要工具。所以，需要干涉、阻止这种行为。

那么，干细胞外泌体如何在皮肤再生衰老中怎么发挥作用?

为解答该疑问，我们通过培养3D皮肤模型构建，在不同的时间加入一个细胞，以此改变环境观察。最终发现外泌体可以促进3D皮肤模型的发育、抵御细胞衰老以此增加皮肤活力并增强皮肤屏障。

这个是Ki67染色，专门标记增殖活跃的细胞。表面的底层是肌底层，是表皮生长的根源，很多干细胞在这里。

与此同时，在难愈性的皮肤创面，我们也对微损伤的皮肤进行实验测试。

通过制备了皮肤创面，准备一只得糖尿病的老鼠，然后再对其皮肤进行损伤，因为糖尿病皮肤溃疡治愈难度非常高。最后实验发现，MSC来源EVs有效促进糖尿病皮肤缺损愈合。

这是因为，干细胞来源外泌体可以被干细胞及血管内皮细胞吞噬并促进其管腔形成能力。

对此，我们做了很多研究，譬如促进毛细血管的增长。还通过外泌体再给它用识别子做标记，以此快速地识别血管内部的细胞，使得加入后更快速地促进创面的愈合。

以上这些研究成果，在国际细胞相关的系列的杂志上发表多篇文章。

我们通过成功建立分离高纯度、高活性外泌体的UFTexo(Ultrpure fresh exosome Tech)外泌体技术，采用组合提取外泌体的方法，既保证了外泌体纯度又能维持活性。随后将其应用于美容项目及产品开发 ，如抗衰 、抗微损伤。

随着深入研究发现，除了动物外，植物和细菌等也具有外泌体结构。而且，植物外泌体不仅有如动物外泌体的东西，还有包含动物里面没有的东西，比如矿物质，维生素、次生代谢产物、植物多糖等，类别更为丰富。

与此同时，植物外泌体的优势还有：植物来源外泌体不会产生免疫反应;某些植物来源外泌体在胃、肠等溶液中很稳定，能够进行口服;植物中外泌体含量相对较高;植物来源外泌体可穿过血脑屏障但无法穿过胎盘。这个原因在于，人类平时吃的水果、蔬菜，已经与其高度相融。

所以，植物外泌体可以和人类可以和睦相处。而且，几千年来的化妆品就是从植提物里慢慢提取的。

因此，我们也更有信心去研究植物有没有外泌体。

对此，佰鸿集团建立了植物外泌体超纯固膜技术(UPSexo)，在国际上率先实现植物外泌体的产业化。目前已经成功纯化了近20种植物外泌体，已经开发出多种化妆品与功能性饮品。

我们也非常高兴，推动了这个领域的发展。

事实上，要通过再生医学解决“细胞”问题有很多手段，外泌体是其中一种，还有一种是多肽。活性肽可以通过细胞控制人体的生长、发育、免疫调节和新陈代谢。

虽然多肽的药物研究里虽比较广泛，但是有稳定性差、细胞穿透性差、低组织蓄积等问题。为此，我们团队成功研制可涂抹的类肉毒纳米金超分子多肽——纳金泰 ，它属于十五肽，在目前市面上还较为少见。

普通多肽易降解、易清除、失效快，纳金泰抗降解、靶向、高效。在穿透进入皮肤后可以进入神经细胞，同时靶点非常大，可以很好地结合神经细胞的位置，释放后可以达到除皱的作用。

通过培养神经细胞的实验发现，纳金泰抑制神经递质分泌与神经元信号释放。譬如加入纳金泰后，电信号频率及大小均下降。

通过纳金泰与肉毒素作用效果对比后发现，它也能达到很好的作用。譬如打到小鼠的肌肉里面后，它就可以不收缩并阻止神经。

在21年我们发布了一个产品——可涂抹的类肉毒纳米金超分子多肽。该产品透皮及抗衰的表现很好，于是希望可以通过搭载其它多肽或者功效成分，或靶向识别胶原蛋白等方式，发挥更多的功效作用。

但怎么带？这是一个难题。

于是我们通过豆蔻酰修饰肽，将超分子多肽的结构变成胶束，这是在生物材料纳米材料中先进的技术，可以使得不会被酶破坏。通过纳米颗粒可以穿透皮肤。胶原蛋白钛则可以形成三维的结构，穿透皮肤后各自发挥作用。

胶原蛋白肽可以结合细胞并修复破损胶原蛋白，发挥补充胶原蛋白功能。而类肉毒多肽可以抑制神经乙酰胆碱释放，发挥除皱功能。称其智能靶向的原因在于，它们可以一起穿透皮肤，然后再分离，各自干各自的事情。

同时我们还有一个蜂毒肽，是全世界较为优秀的抑制炎症物质，将其它带产品中可抑制炎症。

这个在今天，只能做的一个小小剧透，相关的产品将在今年10月份上市。

我想跟大家分享的核心是，科技离美丽不远。科技除了让大家想到与健康、疾病治疗有关系之外，与美丽也有直接的关系，各种生物的进化是靠美丽和健康。

所以，这个美丽健康不仅让我们今天能坐在这，而且让生物、人类，更聪明，更能干，更智慧，生活品质更好。这些都离不开科技的力量!