Cell Stem Cell:关注“头顶大事”!两篇研究揭示防治男性女性脱发新方法

2019-06-29 佚名 生物探索

当90后们在烦恼“头顶大事”时,80后的头顶已经“见光”了。分享两项关于治脱发的研究,别拿发际线当借口,快去实现梦想吧。



如果说头发是人的第二张脸,那么脱发等问题绝对是“岁月是把杀猪刀”最好的诠释。科学家们也在想尽办法解决“头顶大事”的难题。近日两篇关于脱发的研究值得关注,其中一篇是利用小分子抑制剂JAK唤醒沉睡的毛囊,另一篇则是3D打印毛囊工厂。

Cell子刊:研究发现毛囊休眠的细胞

由美国哥伦比亚大学Vagelos医师和外科医学院的Richard&Mildred Rhodebeck皮肤病学教授Angela Christiano博士领导的团队发现了以前未知的细胞——它们使小鼠毛囊处于静止状态,抑制这些细胞的活动可以重新唤醒毛囊。相关研究结果发表在《Cell Stem Cell》杂志上。

在男性型和女性型秃发中,许多毛囊仍然存在但是处于休眠状态。因此新药研究多集中在寻找唤醒毛囊并诱导毛发生长上。此前有两款药物(非那雄胺和米诺地尔)用于秃顶治疗,但它仅适用于男性。

Christiano和她的同事之前发现了一种名为JAK-STAT的新通路,活跃于静息毛囊的干细胞,并能使毛囊处于休眠状态。之前的研究证明,给小鼠皮肤应用JAK抑制剂可以唤醒小鼠休眠的毛囊。

在最新的研究中,研究人员想要获得使毛囊处于休眠状态的详细自然图像过程,其中关键就是寻找控制毛囊中JAK通路活性的因素。

新药重新唤醒休眠毛囊

研究人员发现了一种新的免疫相关细胞类型,它能产生一种被称为“抑癌素M”的物质,使毛囊处于休眠状态。并通过单细胞测序技术,研究人员能够在整个皮肤组织中对罕见免疫细胞亚群进行准确识别并精确定位。这些细胞与巨噬细胞最为相似——巨噬细胞是免疫系统的清道夫,研究小组发现它们与静息毛囊密切相关。研究人员将这些细胞命名为trichophages。

因此抑制trichophages有望重启头发生长周期。研究人员发现通过使用小分子抑制剂和抗体阻断Trsophages上的受体Csf1R,可以抑制抑癌素M并重启毛发生长周期。

“我们之前的研究表明通过用JAK抑制剂靶向毛囊干细胞,成为治疗脱发障碍的一种潜在的新治疗途径,”Christiano说, “在这项研究中,我们表明阻断毛囊外JAK的激活信号是另一种可行手段。” 值得注意的是, 一家生物技术公司最近公布了根据这些研究,局部使用JAK-STAT抑制剂进行毛囊激活的小规模2期试验的结果。

Christiano说:“新途径将为有脱发困扰的男性和女性带来新希望,因为该通路独立于雄性激素通路。而且在局部用药时,它能避免非那雄胺和米诺地尔的相关副作用。”

Nature子刊:3D打印创建图案化毛囊

这是人类首次不需要植入皮肤而在培养皿内实现毛囊生成。多年前科学家就已经实现了通过培养取自现存毛囊基部的细胞,实验室培养小/大鼠毛发。Christiano说:“小鼠细胞能长出漂亮的皮毛,然而人类细胞却出于某些未知原因呈现抗性,而不成功。“

为了打破人类毛细胞的这种抗性,Christiano致力于创造一个模拟人毛发细胞生长的3D环境。研究团队首次尝试在悬滴中创造细胞,将细胞植入小鼠体内后。奇迹发生了:有些人的细胞长出了新的毛发,有的就没有。相关研究结果发表在《Nature Communications》杂志上。

在这项新研究中,Christiano的团队利用3D打印机的独特功能为毛囊生长创造了更自然的微环境——只有半毫米宽的细长塑料模具。“这么薄的投影,以前的技术是无法实现的,但是得益于3D打印技术实现了这项工作,”该研究第一作者Erbil Abaci博士说。

研究人员把自愿者捐赠的毛囊细胞放在模具的深孔中让其生长,顶部是产生角蛋白的细胞,给予包括JAK抑制剂的生长因子混合物。三周后,人类毛囊出现并开始制造头发。

扩大生产——毛囊工厂

头发修复手术需要大约2,000个毛囊(从后脑部移植到前额及顶部),而且还有限制条件——脱发稳定且有足够可转移毛囊的男性。

尽管最新研究中的方法需要优化,但以这种方式产生的工程化毛囊能为手术修复毛囊患者提供无限新毛囊来源。

Christiano说:“按照设想,我们可以建一个毛囊工厂,订制设计然后再移植回患者的头皮。美国有3000万发量稀疏的女性和发际线堪忧的年轻男性,该项技术的成功意味着,头皮移植修复不再受限于捐赠者毛发数。”此外,人工毛囊也可以被制药工业用于筛选新的毛发生长药物。

前面也讲到实验室无法培养人类毛囊,所以新发用药的高通量筛选一直受阻,批准的两款脱发药物本来也不是治脱发的。研究小组希望,通过这样的毛囊工厂能推进防脱发高通量药物的筛选,发现影响毛发生长的更多途径。

原始出处:

Etienne C.E. Wang, Zhenpeng Dai, Anthony W. Ferrante, et al. A Subset of TREM2+ Dermal Macrophages Secretes Oncostatin M to Maintain Hair Follicle Stem Cell Quiescence and Inhibit Hair Growth. Cell stem cell, VOLUME 24, ISSUE 4, P654-669.E6, APRIL 04, 2019.

Hasan Erbil Abaci, Abigail Coffman, Yanne Doucet, et al. Tissue engineering of human hair follicles using a biomimetic developmental approach. Nature Communicationsvolume 9, Article number: 5301 (2018) .

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