还在为脱发烦恼？Science子刊重磅提出脱发治疗新方法。

目前我国大约有2.5亿的脱发人群，男女比例接近2:1，其中有70%人群年龄不足30岁。在所有病因中，雄激素性秃发最为常见，估计每5个男性中就有1人患病，形势不可谓不严峻。

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情绪压力是脱发的另一大原因。美国哈佛大学研究团队就曾指出，长期慢性压力会导致小鼠体内皮质酮含量升高。当皮质酮水平升高时，GAS6蛋白被抑制，毛囊干细胞活性就会降低，导致毛发再生减少。

目前脱发治疗的一大希望是毛囊干细胞研究。毛囊的生长期开始时，毛囊干细胞增殖并形成毛囊下部结构。在毛囊的休止期和退行期，毛囊干细胞保持静止。当进入下一轮周期中的生长期，毛囊干细胞再次增殖分化。

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但干细胞作为独立个体，与体内的真实状态有很多不同，这也限制了研究的进展。干细胞用于治疗不同类型脱发的有效性还有待进一步明确，目前也缺乏规范化的干细胞治疗指南和专家共识。

山重水复疑无路，柳暗花明又一村！最近，有研究团队在Scinence Advances上发文指出，他们利用“类器官”成功实现了体外和体内的毛囊发生和毛发生长，为脱发的机制研究和治疗提供了全新的思路。

类器官不同于普通的二维干细胞培养，它是利用三维结构，可以在实验室里更真实地模拟人体器官的特性。毛囊的发生需要上皮-间充质相互作用，更加充分的“相互作用”可以更好地促进毛囊发生。

doi: 10.1126/sciadv.add4603

研究人员在上皮细胞和间充质细胞的混合培养体系里加入低浓度基质胶，结果发现在基质胶的帮助下，毛干生成率达到100%。

他们认为，基质胶导致两种细胞空间排列方式改变，这是效率大增的原因之一。在没有基质胶存在时，细胞会形成哑铃状结构，但基质胶的加入使细胞形成球状结构（上皮细胞在球的内部，间充质细胞在外形成球壳）。

基质胶不仅促进毛囊发生，还促进了黑色素的沉积和毛干延伸。在实验的第23天，毛干已经延伸到3 mm。

doi: 10.1126/sciadv.add4603.

随后，研究人员进一步优化了毛囊类器官技术。他们发现在每个类器官中，上皮细胞和间充质细胞的比例为1:1，两种细胞的总量达到2万时，毛囊发生率最高。基质胶浓度2%时可以最大程度地促进类器官发育。

体内实验也发现，毛囊类器官移植到裸鼠背侧皮肤时，它们表现出很强的毛发再生活性，功能至少维持了10个月。

由此可见，基质胶引起上皮细胞和间充质细胞空间分布的改变是这项技术成功的关键，于是研究团队进一步探讨了空间分布改变的原因。

doi: 10.1126/sciadv.add4603.

基因分析发现，NF-κB和PI3K/Akt信号通路被基质胶显著激活。于是他们在类器官中加入NF-κB通路抑制剂MG132和PI3K/Akt通路抑制剂 LY294002，结果显示无论哪个通路被抑制，毛囊的发育都被完全破坏。这证实基质胶主要通过这两个通路来促进细胞空间重排。

毛囊中毛发的萌发受到Wnt通路的调控。研究团队在毛囊类器官中也发现了Wnt相关蛋白的表达。他们随后加入Wnt通路抑制剂XAV-939，发现Wnt通路的下游蛋白减少，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。

研究的最后，作者还对类器官色素沉着的机制进行了初步探讨。他们用α-MSH刺激之后，毛囊的色素沉着变多。当他们抑制Rab27a蛋白之后，色素沉着则变少。

doi: 10.1126/sciadv.add4603.

 

这项研究的亮点在于，研究人员提出了一种效率几乎100%的毛囊类器官培养系统。这种方法不仅有助于理解毛囊发育的机制，而且也可作为动物试验、毛囊再生和药物筛选的替代方法。

研究人员指出，下一步他们将使用来自毛囊供体的人类组织干细胞或从人类多能干细胞诱导出毛囊类器官。当这一方法成熟后，脱发领域的研究将大大提速，广大脱发患者将迎来又一个春天！

参考文献

1.Sekyu Choi, et al. Corticosterone inhibits GAS6 to govern hair follicle stem-cell quiescence. Nature. 2021, 592(7854):428-432. doi: 10.1038/s41586-021-03417-2.

2.Tatsuto Kageyama, et al. Reprogramming of three-dimensional microenvironments for in vitro hair follicle induction. Sci Adv. 2022, 8(42):eadd4603. doi: 10.1126/sciadv.add4603.

 

撰文 | 官水木

编辑 | 阿拉斯加宝