一组研究人员成功地在实验室环境中重现了生物组织中发现的皱纹结构，提供了关于这些皱纹形成方式的见解。由POSTECH机械工程系的金东成教授、安娜·李教授和尹在承博士组成的研究小组设法在体外重现了生物组织中观察到的皱纹结构，揭示了导致这些皱纹形成的机制。他们的研究结果于8月19日发表在著名期刊《自然通讯》上。
虽然许多人将皱纹视为皮肤老化的标志，但大脑、胃和肠等各种器官和组织也表现出特定的皱纹模式。这些模式在调节细胞的行为和发育方面至关重要，这反过来支持了每个器官的整体功能。理解生物组织是如何形成折叠和皱纹的，对于理解活生物体的复杂性至关重要，超越了单纯的美容关注。这种理解可能在推进皮肤老化、再生医学和胚胎发育等领域的研究中发挥关键作用。
尽管生物皱纹的研究很重要，但现有的许多研究主要使用果蝇、小鼠和鸡等动物模型，主要是因为在实验室环境中重现皱纹形成被证明具有挑战性。因此，活体组织中的皱纹形成涉及的复杂过程在很大程度上仍然是个谜。
为了克服这个挑战，金东成教授的团队创建了一个完全由人类上皮细胞和细胞外基质（ECM）组成的上皮组织模型。通过将该模型与施加精确压缩力的设备相结合，他们成功地在体外重现和观察了通常在肠道、皮肤和其他活体组织中发现的皱纹模式。这一里程碑使他们首次能够复制由强压缩力产生的深皱纹的复杂变形以及在较轻压力下形成的众多小皱纹。
该团队的研究还揭示了底层ECM的多孔特性、脱水以及施加于上皮层的压缩力量等因素对皱纹形成的重要性。他们的研究表明，当压缩力作用于上皮细胞层时，会在ECM层中引发机械不稳定，导致皱纹的发展。此外，他们还发现ECM层的干燥是皱纹生成过程中一个关键因素。这些发现与老化皮肤中观察到的变化密切相关，底层组织缺乏水分会促成皱纹的出现，为理解皱纹形成提供了一个机械生物学框架。
金东成教授强调了他们研究的重要性，表示：“我们创建了一个平台，可以在不使用动物模型的情况下模拟生物组织中发现的各种皱纹结构。”他进一步提到：“该平台允许实时成像和对细胞和组织层面皱纹形成的全面观察，这在传统动物研究中是难以实现的。它在胚胎学、生物医学工程、以及化妆品等领域具有广泛的应用。”
该研究得到了韩国国家研究基金会的中期研究项目、科学与信息通信部以及贸易、工业和能源部的炼金术项目的支持。
