盆友們,再也不用擔(dān)心脫發(fā)了!

當(dāng)我們廣大的科研“搬磚”者在深夜還一邊在lab里面擺弄各種儀器,還一邊啤酒加枸杞的說著養(yǎng)身科研的時候,我不禁要發(fā)出靈魂之問:你的發(fā)際線上移了嗎?你的頭頂發(fā)涼了么?

《Nature》:媽媽再也不用擔(dān)心我“脫發(fā)”了!

多數(shù)盆友起床后發(fā)現(xiàn):我的頭發(fā)在枕頭上,在地上,在梳子上,就是不在自己的頭上。我們不禁感慨—禿頭不是病,但禿起來真要命。感慨之余我們又不禁要問拿什么拯救我的頭發(fā)?

《Nature》:媽媽再也不用擔(dān)心我“脫發(fā)”了!

【為什么會脫發(fā)?】

據(jù)中科院醫(yī)學(xué)專家研究稱四種原因?qū)е旅摪l(fā):

1:氣血不足。頭發(fā)生長需要營養(yǎng),而營養(yǎng)是靠血液運送的,如血氣不足,睡眠質(zhì)量差,頭皮得不到血氧量,毛囊處于“饑餓”狀態(tài),最終導(dǎo)致頭發(fā)慢慢脫落。(毛囊:頭發(fā)根部下一毫米處,主要給頭發(fā)提供養(yǎng)分)

2:油性脫發(fā)。通常表現(xiàn)為油脂分泌旺盛,頭皮和樹葉一樣,上面有很多氣孔,當(dāng)油脂分泌過旺,就會將氣孔堵死,頭皮呼吸不到氧氣,最后形成脫發(fā),時間久了就會病變成脂溢性脫發(fā),脫發(fā)會加速進入惡化期!

3:遺傳性脫發(fā)。遺傳性脫發(fā)的患者頭頂及頂前部脫發(fā)部位的頭皮里有一種特殊的荷爾蒙,當(dāng)頭皮中的荷爾蒙達到一定量的時候,毛囊萎縮,減少頭發(fā)的生長周期,從而脫落。

4:病理性脫發(fā),斑禿!病理性脫發(fā),原因大多都是精神壓力大,導(dǎo)致免疫力下降,引起頭皮下梢神精紊亂形成斑禿。

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有朋友會問:植發(fā)不可以么?事實上,植發(fā)通常是取人體后腦部位毛囊作為發(fā)源,經(jīng)過分離成單株或多株毛囊單位,通過精細的顯微外科技術(shù),把毛囊單位移植到需要移植的部位,如頭部、眉部、睫毛等,讓其在新的部位存活、自然生長,從而達到修補局部毛發(fā)分布的目的,達到美觀的效果。植發(fā)的效果受多種客觀因素影響,例如:

(1)植發(fā)的方法;

(2)植發(fā)專家團隊技術(shù)水平高,分工精細;

(3)?所配備的設(shè)備。

因此到底怎樣的方法才是完美的治療脫發(fā)癥狀呢?

【脫發(fā)者的福音】

好消息!近日,Nature上報道的一項研究為正在脫發(fā)以及有此趨勢的盆友帶來了希望:由哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Karl R. Koehler教授和波士頓兒童醫(yī)院主導(dǎo)的研究團隊,成功的通過人類多功能干細胞培養(yǎng)的人造皮膚長出了毛發(fā)!該研究以題為“Hair-bearing human skin generated entirely from pluripotent stem cells”發(fā)表在國際頂刊《Nature》上。同時《自然》特別邀請美國賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院皮膚科Leo L. Wang博士與皮膚科主任George?Cotsarelis教授就這一成果撰寫了新聞與觀點文章。兩人評價稱,這一成果使人們離“產(chǎn)生無限量的毛囊更進了一步”,這些毛囊可以“移植到頭發(fā)稀疏或無發(fā)人的頭皮上”。“此外,如果這一方法應(yīng)用于臨床,那些有傷口、疤痕和遺傳性皮膚病的人將有機會獲得革命性的治療?!?/p>

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【劃時代的研究】

此前的研究一直聚焦于小白鼠干細胞毛囊再生,東京工業(yè)大學(xué)的Takashi Tsuji博士、日本理化所以及日本京瓷公司在小白鼠干細胞毛囊再生領(lǐng)域取得了一系列進展(DOI: 10.1038/ncomms1784),并致力于推動該技術(shù)的市場化。但是,本研究中Karl R. Koehler教授創(chuàng)造性的利用了人體多功能干細胞培養(yǎng)了人體皮膚器官,該皮膚器官幾乎包含完整的皮膚附屬結(jié)構(gòu),包括可以張毛發(fā)的毛囊。該劃時代的研究主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1:用人體多功能干細胞培養(yǎng)出人體皮膚組織,并不是小白鼠;

2:實驗手段得到了類人體皮膚組織,幾乎包含完整的皮膚結(jié)構(gòu);

3:毛囊移植到免疫系統(tǒng)不完整的小白鼠身上可以繼續(xù)生長;

說到這里,我們可以仔細分析一下人體皮膚組織的結(jié)構(gòu),如圖1所示。皮膚包在身體表面,直接同外界環(huán)境接觸,具有保護、排泄、調(diào)節(jié)體溫和感受外界刺激等作用的一種器官,是人的身體器官中最大的器官。皮膚分表皮和真皮兩層,表皮在皮膚表面,又可分成角質(zhì)層和生發(fā)層兩部分。生發(fā)層細胞不斷分裂,能補充脫落的角質(zhì)層。生發(fā)層有黑色素細胞,產(chǎn)生的黑色素可以防止紫外線損傷內(nèi)部組織。表皮屬復(fù)層扁平上皮,真皮則是致密結(jié)締組織。

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圖1.皮膚組織結(jié)構(gòu)示意圖

 

劃時代的研究能夠稱之為劃時代是有原因的,該研究突破了日本學(xué)者只研究小白鼠干細胞毛囊再生的局限,并且為治愈禿頂帶來了希望,登頂《Nature》也是實至名歸。

讓我們一起探究治療脫發(fā)的奧秘吧!

【體外誘導(dǎo)皮膚類器官的再生】

首先由于皮膚的表皮和真皮在發(fā)育時來源于不同的細胞類型,因此需要從多能干細胞中培養(yǎng)出包括這兩種成分的皮膚類器官如圖2,研究人員仔細優(yōu)化了培養(yǎng)條件,分步添加生長因子,先后誘導(dǎo)出表皮前體細胞和真皮前體細胞。作者在體外培養(yǎng)70天后,球體中開始出現(xiàn)毛囊,每個球體出現(xiàn)近50個毛囊。與此相關(guān)的皮脂腺、神經(jīng)、肌肉和脂肪也逐漸發(fā)育。經(jīng)過4-5個月的培養(yǎng)期,這些類器官具有明顯的表皮層和真皮層,而且含有毛囊、皮脂腺和緊密連接的神經(jīng)回路如圖3。

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圖2.?皮膚類器官的形成過程——在體外誘導(dǎo)人類多能干細胞分化為球形類皮膚結(jié)構(gòu),稱為類器官。

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圖3. 表面外胚層和CNC 細胞誘導(dǎo)生發(fā)皮膚。

 

隨后,為了深入了解皮膚類器官中出現(xiàn)的細胞譜系,研究人員分別在分化一周和一個月后對WA25和DSP-GFP類器官進行了單細胞RNA測序(scRNA-seq)。數(shù)據(jù)結(jié)果顯示類器官細胞群可分為四類:上皮細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞、間充質(zhì)細胞和活性周期細胞。

【再生組織具有明顯的毛囊且具有嬰兒胎毛特征】

進一步觀察分析培養(yǎng)140天后的皮膚類器官如圖4,其外觀與從真皮側(cè)觀察的18周的人類胎兒皮膚相似,同時發(fā)現(xiàn)這是一個由分層表皮、富含脂肪的真皮和帶有皮脂腺的色素毛囊組成的囊樣皮膚器官,并且在尾部發(fā)育出透明軟骨。與此同時,分析表明皮膚類器官的毛囊達到了一個成熟的水平,大致相當(dāng)于妊娠中期胎兒的頭發(fā),并且具有進一步成熟所需的細胞成分。

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圖4. 培養(yǎng)140天后的皮膚器官。

 

前方高能!【類皮膚器官移植生發(fā)】

當(dāng)作者對前期類皮膚器官進行培養(yǎng)分析后,需要研究其是否能表達生發(fā)基因從而達到預(yù)期效果,這也是本文最核心最能引爆脫發(fā)者的地方。因此作者將類皮膚器官移植到小鼠背上,發(fā)現(xiàn)55%的異種移植物長出了2-5毫米的毛發(fā),移植物均未出現(xiàn)潰瘍或其他不受控制的腫瘤樣生長跡象。?對于長出毛發(fā)的異種移植,組織學(xué)證實類器官表皮與宿主表皮融合,毛干垂直于皮膚表面,與真正的人體皮膚組織相似,作者注意到有毛發(fā)生長的異種移植物表皮具有?角質(zhì)化層和鱗狀突起樣結(jié)構(gòu),可與成人面部皮膚相媲美。

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圖5. 類皮膚器官移植到小鼠背上的生發(fā)實驗。

 

這項研究突破了以往研究的局限,更為重要的是這項研究的成熟可以打破現(xiàn)有植發(fā)技術(shù)的瓶頸,可最大限度的生長毛囊,為脫發(fā)者帶來光明,按照George Cotsarelis教授所言便是再生醫(yī)療為治療脫發(fā)鋪平道路,真是“科研一小步,人類一大步”,從此可以向“三毛”或則“燈泡”說一聲再見。

《Nature》:媽媽再也不用擔(dān)心我“脫發(fā)”了!

【寫在最后】

雖然這項研究為廣大脫發(fā)人群帶來了福音,但是距離產(chǎn)業(yè)化還有一定距離。因此小編在此還是建議咱們廣大的科研“搬磚人”保持積極樂觀的心態(tài),營養(yǎng)飲食,合理休息,遠離“三毛”式發(fā)型!

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