皮膚作為哺乳動物最大的器官，是機體與外界的機械屏障，具有復雜的組織結構和多重生理功能，由外部的表皮和內部的真皮以及皮下組織組成。角質形成細胞（Keratinocytes）是表皮的主要構成細胞，根據分化階段和特點，從基底層到表面可分為5層，即基底層、棘層、顆粒層、透明層和角質層。隨著細胞的分化，細胞中的多種物質包括蛋白組和代謝組等都發生了明顯的改變以保護或適應環境壓力。
已有研究證實在體外細胞培養中，角質形成細胞經紫外線照射或者過氧化氫等應激因子的處理能夠將葡萄糖通過磷酸戊糖途徑代謝形成NADPH和核苷酸前體，葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PD)是這一反應的限速酶，但這一機制的發現僅僅是在體外細胞的層面上，在表皮組織原位上這種代謝的改變與應激反應的聯系并不清楚。
二甲雙胍本身是一種用于治療糖尿病的基礎藥物，在一系列的動物實驗中，二甲雙胍表現出了顯著的延壽功能。大量使用二甲雙胍的糖尿病人也為我們提供了數據，他們相比同齡的健康人，壽命更長。基于這些數據，二甲雙胍成為超有潛力的抗衰老選手。
近日，來自維也納醫學院的 Florian Gruber教授團隊在Redox Biology（IF=11.799）上發表科研文章。揭示了在人類皮膚和器官型重建表皮中，隨著細胞的分化或者紫外線照射處理，在單細胞的層面上高精度的確定了G6PD的酶活性在原位組織中的分布情況。發現DNA的損傷與G6PD的酶活性成正相關模式，首次證明使用抗糖尿病藥物二甲雙胍（metformin）能夠在重建表皮中有效的激活G6PD活性。對于增強皮膚的抗氧化能力和DNA損傷修復能力具有重要意義。
TissueFAXS Cytometry實驗部分
在實現對G6PD在表皮組織中的原位酶活性分析，作者首先使用了TissueGnostics公司的 TissueFAXS I PLUS 全景組織流式定量分析系統對組織切片進行了全景掃描；之后利用StrataQuest分析軟件精準預測出表皮層區域，并細分為基膜（basal），基膜上近端（low suprabasal），基膜上遠端（high suprabasal ）和角質層（stratum comeum），同時根據算法也描繪出每一個表皮細胞的形態。
為了高分辨率地繪制G6PD的酶活性在皮膚中的分布，作者將全自動全組織細胞計數法與酶組織化學相結合，利用StrataQuest分析軟件收集表皮不同區域中G6PD的酶活性的信號強度，得出在正常皮膚和重建表皮中Suprebasal區域的G6PD活性要高于basal區。此外，StrataQuest軟件還助力得出G6PD的表達強度與酶活性的不一致性。
接著在研究UVB對G6PD的在組織原位上酶活性的影響上，作者利用StrataQuest分析軟件得出紫外線照射后表皮不同層中G6PD酶活性的分布，同時軟件計算出每個DNA損傷Maker γH2AX與G6PD酶活性的強度的相關性，得到一重要結論，即大部分紫外光誘導的γH2AX陽性細胞均指向G6PD活性高的細胞群，并最終發現抗糖尿病藥物二甲雙胍能夠提高表皮細胞中G6PD酶活性，為皮膚的抗氧化衰老的研究提供了新的思路。
本文中，作者利用TissueFAXS全景掃描軟件以及StrataQuest軟件通過對正常皮膚組織及紫外照射下情況G6PD酶活性的原位定量分析，這將有助于研究皮膚及其附屬物中單個特化細胞的代謝改變對器官發育、穩態、應激反應和衰老的影響。