浦项科技大学机械工程系的DongSungKim教授、AnnaLee教授和JaeseungYoun博士组成的研究小组成功地在体外重建了生物组织中的皱纹结构，揭示了皱纹形成的机制。他们的研究成果于8月19日发表在《自然通讯》杂志上。
虽然皱纹通常与皮肤老化有关，但许多器官和组织，包括大脑、胃和肠道，也有独特的皱纹模式。这些结构在调节细胞状态和分化方面发挥着关键作用，有助于每个器官的生理功能。
了解生物组织如何折叠和形成皱纹对于理解生物体的复杂性(不仅仅是美容问题)至关重要。这些知识对于皮肤老化、再生疗法和胚胎学等领域的研究至关重要。
尽管生物皱纹结构具有重要意义，但由于体外复制皱纹形成的局限性，该领域的大部分研究都依赖于动物模型，包括果蝇、老鼠和鸡。因此，活体组织中皱纹形成背后的详细过程在很大程度上仍不为人所知。
金东成教授的团队通过开发一种仅由人类上皮细胞和细胞外基质(ECM)组成的上皮组织模型解决了这一限制。通过将此模型与能够施加精确压缩力的设备相结合，他们成功地在体外重现并观察到了通常在体内肠道、皮肤和其他组织中看到的皱纹结构。
这一突破使他们首次能够复制由强压缩力引起的单个深皱纹的层次变形以及在较轻压缩力下形成的无数小皱纹。
研究团队还发现，底层ECM的多孔结构、脱水以及施加在上皮层上的压缩力等因素对皱纹形成过程至关重要。他们的实验表明，压缩力使上皮细胞层变形，导致ECM层内的机械不稳定，从而导致皱纹的形成。
此外，他们还发现ECM层的脱水是皱纹形成过程的关键因素。这些观察结果与衰老皮肤中观察到的现象非常相似，即底层组织层的脱水会导致皱纹的产生，这为理解皱纹的形成提供了一个机械生物学模型。
金东成教授表示：“我们开发了一个平台，可以在活体组织中复制各种皱纹结构，而无需进行动物试验。该平台可以实时成像并详细观察细胞和组织水平的皱纹形成过程，而这些过程在传统动物模型中很难捕捉到。它在胚胎学、生物医学工程、化妆品等领域有着广泛的应用。”