有时，我们的皮肤实在让人苦恼；但有一件事情我们必须依靠我们的皮肤才能实现，那就是不随时随地地渗透出血和汗——尽管事实上我们每24个小时脱落细胞的数量大概有50亿。
没错，不知道怎么的，尽管每2至4周就会更新一次皮肤的全外层，但我们的皮肤从不渗漏。现在科学家表示他们已经找出原因了——皮肤是由一个名为十四面体的独特形状排列组成的，就算是个别的细胞正在脱离，这个结构也从未产生漏洞。
“我们的研究也帮助我们见证了构成我们皮肤的细胞是如何启动机制，以发挥类似胶水的作用的，这种胶水作用能把细胞黏在一起，以保持我们皮肤的完整性，”来自伦敦大学帝国理工学院的令荒田中（Reiko Tanaka）说，他是研究团队的成员之一。
哺乳类动物的表皮是皮肤的防护屏障，田中和她的团队决定调查构成这些表皮的不同皮肤层。
过去的研究表明：哺乳类动物表皮的最顶端两层中间有两个主要的物理屏障。
靠近表层的是一个名为角质层的气-液界面屏障，这是由最外层的皮肤构成的；在这个界面之下的是一个通过紧密连接形成的液-液界面屏障——正是因为有了这种连接，皮肤细胞之间狭小得让人难以置信区域才得以嵌合，使得液体无法渗漏。
表皮最外层中衰亡的皮肤细胞会自动脱落，并被更新、更健康的细胞替代。虽然科学家长期致力于研究表皮的最外层，但他们对于最外层之下的第二层薄薄的皮肤屏障所知甚少，这层屏障叫做颗粒层。
为了确保我们的皮肤不会渗漏，颗粒层起了至关重要的作用，因为紧密的连接正是在这一层中形成的，而且， 如果没有颗粒层，最外层的皮肤也无法形成。另外，颗粒层在皮肤脱落的过程中也起着重大的作用。
当哺乳动物的最外层皮肤脱落时，表皮的最底层必须持续产生新的皮肤细胞，此后，新细胞将上升至颗粒层。在最底层中新的皮肤细胞取代了旧的皮肤细胞，然后旧的细胞就被挤至表皮的最外层直至脱落。
颗粒层的紧密连接是保证皮肤不发生渗漏的关键所在。然而，到目前为止，没有人能够准确解答在不打乱这种屏障的情况下，颗粒层的细胞是如何被取代的？
田中和她的团队运用了一个名为共聚焦显微镜的成像技术来检测老鼠耳部的颗粒层细胞，他们发现这些细胞的形状对于其形成的屏障类型是至关重要的。
这种形状基本上就是开尔文的十四面体的一种平整的版本：一个带有6个四边形面和8个六边形、共14面的多面体：
这种结构由苏格兰-爱尔兰数学物理学家和工程师威廉·托马斯（劳德·开尔文）在1887年首次提出，他宣称这种结构是填充空间的最佳形状。
在老鼠的表皮层的图像中，这种形状的一个较为平整的版本出现并在其每个边缘处形成了紧密连接，这确保了在个别细胞不断地生成和脱落的情况下，屏障还能持续保持稳定。
“一个世纪前数学家劳德·开尔文设计的一个抽象的、概念性的形状实质上是现实中的一个重要形状，它帮助我们的皮肤维持其高效屏障作用，这是相当令人震惊的，”田中说。
该团队发现这种形状能使新的皮肤细胞产生一种蛋白质从而取代老细胞，这种蛋白质充当了临时“胶水”的角色，它能够把顶部的老细胞和紧密连接之下的新细胞聚集在其周围。因此，就算是顶部的细胞流失了，屏障仍能保持完整。
你能看到的整个过程如下：
虽然实验仅在老鼠身上进行，但是不同种类的哺乳动物的表皮，尤其是皮肤的更深层，是极为相似的。
研究人员表示，作为表皮最外层的一种皮肤细胞，人体的角质细胞比老鼠体内的角质细胞更富有变化。十四面体也存在于人体中，这可能会对人类皮肤状况的研究产生巨大的影响。
研究团队表示：如果能更好地理解哺乳动物表皮如何维持其紧密连接这个问题，这就能解释类似湿疹、牛皮癣等难以预防或治愈的慢性皮肤问题的根本原因。
“在解释为何某些人会患上类似湿疹这类疾病的时候，紧密连接产生故障可能会是一个驱动因素。在皮肤屏障削弱的地方，可能会出现细菌性的渗透、发炎、磨损或更深层次的感染，”研究人员解释道。
“在其他情况下，细胞之间的连锁屏障的失效——也就是紧密连接的失效可能能一定程度上解释为何牛皮癣病例中会有表皮细胞生产过剩并导致皮肤表面局部变厚的问题。”
为鉴定故障或失灵源于何方，该团队现计划去查清楚不同表皮层的皮肤厚度是如何决定的，以及细胞生长和细胞脱落之间的平衡是如何维持的。
本研究已发表于eLife。
蝌蚪五线谱编译自sciencealert，译者 李二宝，转载须授权
