拯救脱发新思路!《Science》子刊:毛干生成率近100%

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华同有话说

生活的高压,不良的作息,甚至是无法阻挡的衰老,种种因素让我们日渐头秃,在现代医疗束手无策时,再生医学再一次带给我们惊喜。相信随着全球各地科学家的努力,我们终将迎来与脱发和解的那一天。

不知何时起,原本茂密的秀发如潮水般退去,万千中青年不得不踏上了“生发”的不归路。

脱发,压在当代成年人身上的一座大山。据统计,我国脱发人群突破2.5亿,20-30岁的年轻人更是成为了“发量退潮”的主力军。

然而,试过了药物涂抹,坚持了民间食补,他们的发际线却没有丝毫停止后移的迹象,难道防脱的尽头只能是植发吗?

就目前的技术而言,植发只能算是“拆东墙补西墙”的权宜之计,即通过征用后脑勺茂密的毛囊,去填补日渐稀疏的头顶,虽能在一定程度上挽回颜值,却无法增加头发的总量,严重脱发人更要面对“无发可征”的困境。

该如何给发量“逆天改命”?《Science》子刊上的一篇文章日前提供了全新思路。

研究者通过使用低浓度基质胶控制上皮和间充质细胞的空间排列,成功制造一种毛囊类器官,可以实现体外毛囊发生和毛发生长,其中毛干生成率约为100%,为广大脱发人士打开了新的治疗大门。

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研究被刊登于《Science Advances》(影响因子:14.957)

01
你的脱发究竟是何原因?

时常被谈及的脱发有两种:雄激素性脱发和斑秃。

雄激素性脱发(以下简称“雄脱”),也称脂溢性脱发,通常由于体内雄激素中的睾酮转化为二氢睾酮(DHT)所致,这种更强的雄激素会缩小我们的毛囊,使得头发变得细软而易脱。

此外,虽然名字里带有“雄”字,但这种疾病不是男性专属,只是相较于男性雄脱患者醒目的“地中海”,女性患者的症状喜欢藏在日渐稀疏的发缝中。

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△双氢睾酮(DHT)是毛囊微型化的罪魁祸首

再说斑秃,这种脱发算得上是真正的“秃如其来”了,患者常常只是睡了一觉,就发现头发秃了一块,全程没有一点点防备。

在暗中操纵这一切的是我们体内的免疫细胞,处于紊乱状态下的“人体卫士”会变得敌我不分,将自身毛囊当成“入侵者”消灭掉,头发自此连根掉落。

目前,雄脱和斑秃都没有彻底治愈的方法。

治疗雄脱基本可以总结为“药不能停”,如FDA批准的两款药物—米诺地尔和非那雄胺都需要长期涂抹,一旦停药,好不容易繁荣的发量就有可能一朝回到解放前。

而后者算得上是难治性疾病,虽有免疫治疗等抑制方法,但大多时候更依赖于患者的自愈。

除了这两种常见的病理性脱发外,还有一种根本性原因常常被我们忽略,那衰老。

众所周知,毛囊干细胞是毛发的“生产厂”,但来自美国细胞大学的科研团队曾发现:衰老会让毛囊干细胞不断“跑路”!

研究者利用荧光蛋白标记了年轻小鼠(6-8个月)和老年小鼠(20个月以上)的毛囊干细胞,通过对比,他们发现年老小鼠的毛囊干细胞数量更少,形态上更萎缩、干瘪,且伴随着功能的严重缺失。更重要的是,研究者观测到:毛囊干细胞还会在老年出逃。

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△随着年龄的增长,你的毛囊干细胞正在计划出逃

也就是说,随着机体的自然老去,我们的毛囊干细胞不但会变得“功能低下”,还会“消极罢工”,这么看来,老年毛发稀疏,几乎是所有人的最终宿命。

拿什么拯救这必脱的命运?日本科学家们日前提供了一个全新的思路,或许我们能丢掉“南发北调”的现代植发法,利用类器官在体外长出自己的真头发!

02
毛囊类器官体外再生毛发

类器官是一种由干细胞或器官祖细胞发育而来的,与体内的来源组织和器官高度相似的“微型器官”,能够真实地模拟器官组织的生理特性。

日本横滨国立大学工程学院提出的便是一种毛囊类器官培养系统。

毛囊在出生后会动态地循环再生,科学家发现:它的发生是由上皮-间充质细胞相互作用(EMI)而触发的,于是,研究者使用了低浓度的基质胶控制上皮细胞和间充质细胞的空间排列来制造毛囊类器官。

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△毛囊制备示意图

在基质胶存在的情况下,胚胎上皮细胞和间充质细胞在培养2天内彼此分离并自组织成核壳聚集体,随后,聚集体在核心产生上皮囊肿,在外层产生含有Wnt10b阳性上皮细胞的毛囊胚芽(HFG)样结构。

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△毛囊形成过程

再培养6天后,毛囊发芽,HFG长出的毛干变长。这些毛囊具有特定的特征,包括凸起、亚凸起、真皮乳头、黑素体、脂肪组织和角质层。

最终结果显示,毛干在体外以接近100%的效率发芽,毛干长度可达3mm左右。

这是前所未有的结果,研究者分析后发现:基质胶是形成核壳聚集体而非哑铃型结构的关键,而补充细胞外基质能增加异质细胞之间的粘附性,增加两个细胞区域之间的接触面积,加强上皮-间充质细胞相互作用,促进发囊的发生。

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△研究者观测及分析培养中的毛囊与生成的毛干,图A为培养10天后的毛囊

与此同时,作为调节胚胎发育的基本机制之一,研究团队还在毛囊类器官中发现了Wnt相关蛋白的表达。随后,他们发现Wnt10b阳性细胞减少,毛囊萌发被抑制。

这些结果表明,毛囊类器官在一定程度上模拟了正常的胚胎毛囊发育。

总之,日本研究者们提出了一种全新的类器官培养系统,该系统以几乎100%的效率产生毛囊和毛干。

研究显示,这种方法不仅可用于了解毛囊诱导中EMI,还可用于作为动物试验,毛囊再生和药物筛选的替代方案。

研究人员也提到,下一步他们将利用来自毛囊供体的人类组织干细胞或来自人类多能干细胞诱导毛囊类器官。

随着实验的进一步成熟,人类或能利用自己的细胞去培养毛囊,治疗脱发,而广大脱发人士也将因此收获柳暗花明的春天。

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