科學(xué)家利用毛囊類器官實現(xiàn)體外毛發(fā)再生

■傅昭儀

一直以來，脫發(fā)是一個令人類十分苦惱的難題。頭發(fā)是個人形象的重要組成部分，脫發(fā)雖然不會顯著影響正常的生理功能，但會給患者心理造成沉重的負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。如今，脫發(fā)禿頂、發(fā)際線變高已是很多年輕人面臨的常態(tài)。根據(jù)國家衛(wèi)健委發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，我國有超過2.5 億人飽受脫發(fā)困擾，其中26 歲～30 歲是脫發(fā)的“高發(fā)”年齡段。

目前，治療脫發(fā)的方法十分有限。無論是單用生發(fā)藥物治療或者是微針輔助藥物治療，都只能夠在一定程度上緩解脫發(fā)癥狀，停藥后頭發(fā)又會再次開始脫落，無法徹底治愈。植發(fā)手術(shù)是對自體的單個毛囊和毛囊單位進(jìn)行移植，目前被證實效果較好，但毛囊資源不可再生，數(shù)量有限，且因技術(shù)原因，其存活率低。也就是說，如果患者頭上已經(jīng)沒有足夠數(shù)量的“活的”毛囊，植發(fā)手術(shù)也就無法開展。

今年10 月21 日，日本橫濱國立大學(xué)的研究人員在《Science Advances》期刊上發(fā)表了一篇研究論文。他們利用從胚胎小鼠處獲得的細(xì)胞，成功地在培養(yǎng)皿中培育出完全成熟的毛囊，并實現(xiàn)了小鼠毛發(fā)再生。這一體外毛囊模型增加了對毛囊發(fā)育的理解，有助于開發(fā)治療脫發(fā)、動物試驗和藥物篩選的應(yīng)用。

在這項研究中，類器官的生產(chǎn)和使用起到了極大作用。橫濱國立大學(xué)工程學(xué)院助理教授Tatsuto Kageyama 表示：“類器官是闡明體外毛囊形態(tài)發(fā)生機(jī)制的一種很有前途的工具。”他們通過嘗試多種體外培養(yǎng)條件，包括培養(yǎng)基、生長因子、信號通路的激活劑和抑制劑等，使得胚胎上皮細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞得以在體外形成毛囊類器官。

在培養(yǎng)23 天后，研究人員得到了完全成熟的毛囊，并生長出了約3 毫米的毛干，與小鼠正常毛發(fā)的生長周期保持一致，其在體外的生成效率幾乎達(dá)到100%。在生成的毛囊中，人們還可以觀察到毛囊及周圍組織的典型細(xì)胞標(biāo)記，包括脂肪組織標(biāo)記、立毛肌標(biāo)記、毛囊干細(xì)胞標(biāo)記、基礎(chǔ)角化細(xì)胞標(biāo)記等。生成的毛干也具有相應(yīng)的特定特征，包括毛發(fā)角質(zhì)層和髓質(zhì)層。在毛干的橫截面上觀察到的毛發(fā)角質(zhì)層和黑色素顆粒與自然生長的毛干角質(zhì)層和黑色素顆粒相似。

隨后研究人員進(jìn)行了移植試驗，將毛囊類器官移植到裸鼠的背側(cè)皮膚，結(jié)果發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的毛囊顯示出強(qiáng)烈的再生活性，毛發(fā)周期可以至少重復(fù)10個月，實現(xiàn)了有效的毛囊再生。

此外，研究人員又進(jìn)行了另一組實驗。他們在培養(yǎng)皿中添加了一種刺激黑色素細(xì)胞的藥物，這種藥物能夠在產(chǎn)生頭發(fā)顏色色素沉著中起關(guān)鍵作用。通過添加這種藥物，研究人員顯著改善了頭發(fā)狀纖維的頭發(fā)色素沉著，這說明毛囊類器官具備用于藥物篩選和再生醫(yī)學(xué)的可行性。

日本這個研究團(tuán)隊計劃在之后使用人類來源的細(xì)胞對這一類器官培養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。研究團(tuán)隊介紹，與小鼠研究不同的是，人源細(xì)胞不會使用從胚胎中采集的細(xì)胞，而是將成人捐贈的細(xì)胞重編程為干細(xì)胞，然后再生長出所需的上皮細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞。未來的研究最終可能為開發(fā)新的脫發(fā)疾病治療策略開辟新的研究途徑。