促进头发再生的miRNA疗法脱发治疗新希望!

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全世界有数亿人饱受脱发困扰。遗传、癌症治疗、压力等因素都可能是诱因。虽然脱发不会造成严重的健康问题,但会影响个人形象导致情绪创伤甚至抑郁。

米诺地尔(抗高血压钾通道开放剂)和非那雄胺(5α-还原酶抑制剂抑制二氢睾酮)是常用的脱发治疗药物。但这两种药物最初不是为治疗脱发设计的,而是意外发现。由于两者都不是很有效,科学家们一直在研究毛囊周期的机制以寻求更有效的方法,他们试图刺激毛囊从休止期向生长期发展。

7月24日,北卡罗莱纳州立大学程柯教授团队在Sciences Advances杂志上发表论文称,他们鉴定出一种可以促进毛发再生的miRNA(名为miR-218-5p),其在调控毛囊再生的通路中起着至关重要的作用,可能成为未来脱发治疗药物开发有希望的候选者。

毛发生长取决于调节毛囊生长周期的毛乳头(dermal papillae, DP)细胞健康状况。最近的研究表明,秃顶区域的毛囊并没有消失,只是缩小了。如果这些部位的DP细胞得到补充,那么毛囊可能会恢复正常。

在这项研究中,程柯团队利用在毛发生理学研究中被广泛应用的模型小鼠,对比了二维(2D)培养的DP细胞和角蛋白支架三维(3D)球状培养的DP细胞的疗效。正如预料的那样,后者效果更佳。

三维球状DP细胞移植后保留率和存活率更高(下图H, I),因为角蛋白水凝胶的多孔微结构(下图E, F)可以维持DP细胞活性,并能进一步支持细胞的附着和增殖。此外,与二维培养的DP细胞相比,三维球状DP细胞中CD133和β-catenin的表达增强,而CD133阳性DP细胞在体内表现出诱导毛发的能力。

鉴于二维培养的DP细胞有限的治疗效果,程柯团队着重研究了三维球状DP细胞的毛囊诱导能力。他们观察了未治疗组、治疗脱发的“金标准”米诺地尔阳性对照组和三维球状DP细胞组实验小鼠20天的毛发生长状况。结果显示,在第15天,米诺地尔治疗组的毛发覆盖率为35%,而未治疗组仅为10%。角蛋白支架三维球状DP细胞组的毛发覆盖率则约为90%。

程柯教授说:“角蛋白支架三维球状DP细胞表现最好,因为球体模拟了头发的微环境,角蛋白支架起到了锚定的作用,使它们保持在需要的位置。此外,我们也对DP细胞如何调节毛囊生长过程感兴趣,鉴于旁分泌信号在这一过程中的重要性,我们研究了外泌体,特别是来自该微环境的外泌体miRNA。”

通过Westernblot和免疫荧光成像,研究人员证实三维球状DP细胞分泌的外泌体可以上调β-catenin的表达,从而促进毛囊发育。

此外,他们分析了从DP细胞中分离出的外泌体中miRNA疗效,最终他们找到了一种关键的miRNA——miR-218-5p。miR-218-5p的增加促进了毛囊的生长,而抑制它会导致毛囊失去功能。

具体来说, miR-218-5p通过下调WNT信号抑制剂SFRP2调节毛囊发育,从而促进β-catenin,形成正反馈回路。miR-218-5p过表达的外泌体加速了毛囊生长期的发生。

与目前的毛发再生疗法相比,该发现可能具有以下优势:不适合进行侵入性外科手术的人可受益于通过微创方法(如无针注射、微针贴片和喷雾剂)进行外泌体给药;与市售米诺地尔相比,外泌体是一种副作用较少的天然产物。

程柯教授总结道:“三维球状DP细胞疗法可能是治疗脱发的有效方法,但你必须培养、扩增、保存并将这些细胞注射到秃顶区域。另一方面,miRNA可应用于小分子药物,这使我们可以创造出一种效果相似、问题更少的乳霜或乳液药物制剂。未来的研究将集中在使用这种miRNA促进头发生长。”文 | 白露

参考资料:

1# Researchers identify microRNA that shows promise for hair regrowth (来源:Medical press)

2# Hair Regrowth Therapies May Reside with MicroRNAs (来源:GEN)

3# Shiqi Hu et al. Dermal exosomes containing miR-218-5p promote hair regeneration by regulating β-catenin signaling. Sci. Adv. (2020)

原标题:脱发治疗新希望!程柯教授团队Science子刊发文:发现可促进头发再生的miRNA疗法

标签:头发再生