如果你看看自己的皮肤，大部分你看到的是死细胞。这层薄薄的最外层 保护着下面正在发育的活细胞。
“这就是为什么人们要进行去角质——因为你的皮肤细胞就是为了成熟并脱落而设计的，”美国地质调查局野生动物疾病专家 Thierry Work 说道。在六月，他及其同事 报告说，他们成功地用海龟皮肤模拟了这一过程。他们并没有给 海龟 做面部护理，但他们确实在实验室里培养了海龟皮肤层。
Work 正在研究一种导致一种致命疾病——纤维乳头瘤病——的病毒，这种疾病会导致海龟皮肤内外长出肿瘤。“为了培养这种病毒，我们必须在实验室里复制皮肤，因为这种病毒只在皮肤细胞成熟时生长，”他说。培养这种难以捉摸的病毒可能有助于研究人员拯救海龟，并可能揭示单纯疱疹病毒在人体内是如何复制的。
Work 的努力代表了科学家首次成功培育出爬行动物皮肤，但几十年来我们一直在自己制造哺乳动物皮肤的实验室版本。实验室制造的皮肤有助于我们找到疾病的治疗方法，治愈伤口，让动物免受化妆品测试的伤害，并设计出模仿真实动物毛皮外观和触感的“皮革”。以下是我们如何模仿皮肤来造福人类和其他生物。
海龟的困境
纤维乳头瘤病最常袭击濒危的 绿海龟，尽管有时也会出现在其他种类的海龟身上。这种疾病会通过生长肿瘤而削弱海龟，这些肿瘤会阻碍海龟正常视物或进食，并抑制免疫系统。
为了对抗这种疾病，科学家们必须研究病毒（chelonid herpesvirus 5，简称 ChHV5）在活细胞中如何繁殖。因此，Work 和他的团队收集了患有纤维乳头瘤病、刚刚死亡或不得不被安乐死的绿海龟的皮肤样本。然后，他们用胶原蛋白——这种赋予皮肤 紧致度 的蛋白质——制成凝胶，并将其与从捐赠皮肤深处提取的细胞一同播种。Work 说，这是我们在检查皮革手袋或鞋子时看到的这一层。最后，他的团队在这层支架上培养了表皮细胞。
他们辛勤劳动的成果是直径只有 5 到 6 毫米的小块皮肤。但 Work 说，在显微镜下，它们看起来就像真正的海龟皮肤。
chelonid herpesvirus 5 和一些其他病毒（例如导致人类疣的病毒）在没有模拟皮肤形状并含有活的、正在成熟的细胞的环境下，无法在实验室中培养。
其他病毒的要求较低，包括单纯疱疹病毒（导致人类口唇疱疹和生殖器疱疹）。通常，单纯疱疹病毒和其他病毒是在培养皿中一层平坦的皮肤细胞“草坪”上培养的。但这种环境并不能真正地再现真实皮肤的形状和结构。因此，在培养皿中培养病毒可能会让我们错过一些见解。“我们实际上并没有看到病毒在重建皮肤的真实三维结构中会做什么，”Work 说。
当他和他的同事们在他们的海龟“皮肤”中培养 ChHV5 时，病原体的行为出乎意料。病毒形成了奇特的、太阳状的结构，作为病毒定居并复制自身的细胞内的“工厂”。Work 说：“所有这些组件的组装方式……与人们用传统疱疹病毒看到的情况非常不同。”
他推测，单纯疱疹病毒以及感染人类的其他疱疹病毒，也可能形成类似的结构来组装新的病毒。“疱疹病毒的复制实际上比人们想象的要复杂得多，”Work 推测。我们对病毒如何与细胞相互作用了解得越多，就能设计出更有效的药物。
既然科学家们现在可以在实验室培养 ChHV5，下一步是开发一种针对纤维乳头瘤病的血液测试。这样可以在海龟开始死亡之前，就发现某个特定区域的疾病正在蔓延。“它们正处于危险之中，当肿瘤长得很大时，做什么都为时已晚了，”Work 说。
为所有海龟接种疫苗或直接治疗并不现实。但我们也许能够抑制疾病的传播，就像我们使用杀虫剂和蚊帐来阻止蚊子传播疟疾一样。
现在，爬行动物皮肤已成功在实验室培养，这项技术还可以用于研究其他爬行动物和两栖动物的皮肤疾病。工程化的皮肤可能有助于我们了解更多关于威胁美国东部和中西部蛇类的蛇类真菌病，或者已经感染全球青蛙的 壶菌。
治愈伤口
Work 说，海龟皮肤没有毛囊或汗腺。所以，与人类皮肤相比，它的工程化要容易一些。尽管如此，他用来模拟海龟皮肤的技术，就是从常用于培养我们自己版本的人类皮肤的技术改编而来的。
皮肤替代品是使用从患者身体其他部位移植的皮肤移植片来覆盖烧伤或其他慢性伤口的替代品。“患者允许从大腿上取皮的次数是有限的。这些现成的产品因此变得非常受欢迎，”波士顿大学医学院皮肤科名誉教授 Vincent Falanga 说，他对生物工程皮肤的研究促使美国食品药品监督管理局批准使用其来帮助不愈合的伤口更快地愈合。
与皮肤移植不同，生物工程皮肤不会长期保留，最终会分解。然而，它确实可以保护伤口并刺激皮肤的自然愈合过程。使用生物工程皮肤 比接受皮肤移植 的过程更少疼痛，并且可能引起更少的并发症，尽管它通常也更昂贵。
Falanga 说，生物工程皮肤通常使用从新生儿包皮中提取的细胞来培养。然而，旺盛的年轻细胞可能会过度刺激受损区域，需要比其能提供的更多的能量。依赖不那么活跃的成年细胞的生物工程皮肤可能在帮助伤口愈合方面实际上更有效。
皮肤替代品并不完全 像 真实的东西那样运作。然而，去年，日本的研究人员报告说，他们已经用干细胞 培育 了逼真的小鼠皮肤，并成功地将其移植到其他啮齿动物身上。此前，当科学家们用干细胞培养皮肤时，他们只成功制造了模仿皮肤最外层的 细胞片。但新的皮肤再现了皮肤的所有三个层次，并且还拥有毛囊和皮脂腺（它们会分泌脂肪性分泌物来润滑皮肤）。
Falanga 对这种工程皮肤在慢性伤口上的表现持怀疑态度。“生物工程领域的人们，他们想复制自然界已有的东西，”他说。“我们想要一种看起来和皮肤完全一样的产品。”然而，愈合缓慢的伤口缺乏适当的血液供应或有其他问题阻碍其愈合。因此，它们可能无法维持正常功能的皮肤，其能量需求很高。
然而，日本团队希望他们的实验室培养的皮肤最终能帮助烧伤、疤痕或脱发等皮肤病患者。“到目前为止，人工皮肤的发展一直受到皮肤缺乏……重要器官（如毛囊和外分泌腺）的阻碍，”共同作者 Takashi Tsuji（理研发育生物学中心）在新闻稿中 说道。“通过这项新技术，我们成功地培养了能复制正常组织功能的皮肤。”
Tsuji 表示，逼真的皮肤也使科学家们更接近于他们培育可移植到人体内的完整器官的梦想。
动物的保护
但医疗治疗并不是皮肤替代品的唯一用途。Tsuji 和他的团队对他们的创造还有另一个目标：最终，逼真的皮肤可以用来测试化妆品，而不是用动物。
已经有好几家公司专门致力于此。总部位于波士顿的 MatTek 公司将其实验室培养的皮肤出售给 其他公司，这些公司生产洗衣粉、化妆品、抗衰老霜和其他化学品。
与 Work 的海龟皮肤一样，这些皮肤小块也很小——只有不到一毫米厚。它们是由腹部抽脂和割礼等手术后留下的皮肤细胞培养而成的。一位 MatTek 的客户去年告诉《连线》杂志，这种“皮肤”比动物更能代表真正的人类皮肤。
实验室制造的皮肤很快也将成为 皮革 的替代品。总部位于布鲁克林的初创公司 Modern Meadow 对动物细胞进行基因工程改造以产生胶原蛋白，他们利用胶原蛋白制造出类似于真实动物毛皮的皮革。“生物制造”皮革需要两周时间 生长，而饲养、屠宰和鞣制动物的毛皮则需要数年时间。而且，由于细胞纺制的皮革缺乏毛发和脂肪等特征，因此比真品 更环保。
Work 的实验室培养的爬行动物皮肤是否也能代替真正的蛇或鳄鱼皮用于包和鞋？“在达到那个规模之前，你需要对这项技术进行大量的优化，”他说。“但我当然认为这是可能的。”
另外，似乎也在考虑之中：使用已故时尚偶像的 DNA 来培养皮革夹克和包的皮革。设计师 Tina Gorjanc 希望使用 Alexander McQueen 在 1992 年系列中使用过的头发中提取的遗传物质来创造人造皮肤。她已在英国为该工艺申请了专利，尽管目前她的原型是由猪皮制成的，经过 处理 以模仿人类皮肤。
