Nature带来治脱发新进展,皮肤70天可长出毛发!

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最近看到了一个脱发研究的新进展,是6月3日发布在顶级期刊Nature上的,比较专业可靠,今天就来给大家分享一下。

先介绍一下Nature期刊,这个杂志发行135年来一直是科学研究领域最具影响力的媒介之一,所以也成为了科学研究成果报道的前沿阵地。

而这次Nature给我们带来的新进展是,来自美国哈佛大学医学院等机构的最新研究:人造皮肤领域的新突破——利用人类多能干细胞培养出可以长出毛发的皮肤类器官。

研究具体内容

下面我们来看看研究的具体内容:

皮肤作为人体最大的器官之一,对人体的意义非同小可。因此,重建皮肤组织一直是医学界重大难题,科学家们也一直努力试图攻克它。

科学家对皮肤组织工程的研究始于1975年,当时,一项具有里程碑意义的研究发现,角质形成细胞可以从皮肤表层分离并在体外培养。

大约10年后,从烧伤患者身上分离出的角质形成细胞开始用于皮肤移植,以挽救生命。

为使皮肤组织工程更进一步,移植皮肤必须包含更多正常皮肤的组成部分,例如毛囊、黑色素细胞、汗腺、神经、肌肉、脂肪、免疫细胞和表皮细胞等

因此,培养出完整的正常皮肤,正是本次研究的主要着力点。

哈佛医学院耳鼻喉科助理教授Karl Koehler、研究助理Jiyoon Lee和同事报告的类器官培养系统在优化培育条件后,实现了利用人类多能干细胞生成皮肤类器官。

这个皮肤类器官,可以理解为利用人工培育等手段,再建的一个类似于人皮肤的器官。

培养的具体过程如下:

首先,他们使用BMP4和转录因子TGF-β的抑制剂来诱导表皮的形成。接下来,他们用生长因子FGF2和BMP抑制剂处理细胞,以诱导形成颅神经rest细胞,从而形成真皮

▲处理过的细胞植入皮肤后,

生成完整组织并长出毛发的过程

这些皮肤类器官在培养4-5个月后,形成了多层皮肤组织,包含毛囊、皮脂腺和神经回路。将其移植到免疫功能不全的小鼠的背上皮肤后,55%的移植物上都长出了2-5毫米的毛发。

这一实验结果可以说明,该类器官能够与小鼠表皮融合,形成含人类毛发的皮肤。

论文作者还发现,这些类器官在基因表达上具有下巴、脸颊和耳朵皮肤的特征。

▲皮肤类器官和下巴、脸颊等基因表达特征基本相似

这表明,类器官可能实际上模拟了头皮,并且强调了可以通过改变细胞生长的培养条件来调整实验方案,以产生具有不同身体部位特征的皮肤。

培养超过100天后,皮肤类器官的形态如图所示。从皮肤侧面观察,皮肤类器官的外观接近18周人类胎儿皮肤。

这些发现可以表明,皮肤类器官的毛囊达到了成熟水平,该水平大致相当于孕中期胎儿的头发,并且具有进一步成熟所需的细胞成分。

70天进入生发阶段

在培养过程完成之后,这些细胞生长在一个球体中,超过70天后,开始出现毛囊,最终产生了毛发

且大多数头发被黑色素细胞染色,与毛囊相关的组织(例如皮脂腺,神经及其受体,肌肉和脂肪)也都发展了,因而形成了非常完整的皮肤。

(不仅完整,还可以使囊性转为平面,对烧伤治疗意义重大)

总而言之,该研究结果证实了可以在人体外组装出一个完整皮肤,并能够在体内完成重建。

《Nature》特别邀请美国宾夕法尼亚大学医学院皮肤科Leo L. Wang博士与皮肤科主任George Cotsarelis教授就这一成果撰写了新闻与观点文章。

他们表示,该研究使人们离“产生无限量的毛囊更进了一步”,并且,如果这种方法应用到临床,不仅是脱发,对于有伤口、疤痕和遗传性皮肤病的病人而言,也将带来革命性的治疗。

“作者证明,类器官(人造皮肤)可以移植到免疫缺陷小鼠体内且生长出头发(human hair)。这表明它们最终可以移植到人类头皮上。”

研究仍有问题待解决

不过,理想变为现实总是需要时间的,从实验室到临床,仍然还有许多问题需要解决。

比如,头发如何有效地繁殖?移植后最终需要多少个细胞才能形成毛囊?等。综合来看,现研究阶段主要存在这样几个问题:

1、类器官体外培养时间长

类器官形成毛囊所需的时间,需要先在体外培养4-5个月的时间,才能进行移植。

很明显,烧伤病人皮肤移植非常紧迫,根本没办法等这么久,这就局限了其在伤痕、烧伤等治疗中发挥的作用。

2、目前生长毛发较短,需要进一步优化培养条件

而且,虽然在小鼠的身上成功长出了毛发,但目前生长出的毛发还比较短(只相当于孕中期胎儿头发的水平),仍然需要再进一步去优化培养条件,规范培养规则等。

3、多能干细胞的副作用

多能干细胞可能带来一些副作用,如促进肿瘤形成,这也是一个需要考虑的问题。

此外,在接受采访时,George Cotsarelis教授也表示,目前还没有证据表明,这些毛发是可以循环生长的。

当然,虽然还是存在一些问题,我们也可以看到这一研究仍然得到了Cotsarelis教授等人的高度评价。

他们认为——这篇论文是解决脱发问题和头发移植的一个重要步骤,朝向“治愈”人类秃顶迈出了重要一步,极具临床潜力。

所以,头发菌认为就目前进展来看,算是一个久违的好消息,可以期待一下之后进展,到时候对脱发治疗而言,肯定是一场巨大的颠覆与突破。

但大家也不要过分着急,一心等着它出来解决自己的脱发,毕竟就算落实到临床,等到面向大众的那一天也仍然需要时间。

目前,对于脱发问题,现有药物、植发仍是最优治疗选择。

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