January 28, 2014
賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院
研究人員想出了一個方法來讓成體細胞轉化為上皮幹細胞,第一次有人在人類或小鼠身上來實現這一點。當實驗人員把人類上皮幹細胞,植入免疫缺陷之小鼠中,成功在鼠身上再生出人類皮膚和毛囊,這是跟原本小鼠身上完全不同類型的細胞,並且甚至產生結構上可識別的毛幹,這個實驗的成功,使人類頭髮再生的可能性提高了不少。
誘導性多能幹細胞衍生的上皮幹細胞形成的毛幹 ( 箭頭處 )
提共者:Ruifeng Yang,賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院
這可以從許多情境喜劇,或是深夜電視廣告的內容讓人相信,強烈渴望改善其毛囊不足的問題,也許是有禿頂問題男人的一種的流行病。
採用幹細胞再生已失去或是瀕死的毛囊是一種有潛力在的方法來扭轉脫髮。但一直未能產生足夠的數目能夠產生毛囊的幹細胞的 - 直到現在。
賓夕法尼亞大學的佩雷爾曼學院病理學和實驗室醫學和皮膚科副教授 醫學博士 徐小偉 "George",和他的同事發表在 Nature 通信轉換成體細胞成上皮幹細胞(EPSCS)的方法,是第一次有人在人類或小鼠來實現這一點。
上皮幹細胞,當植入免疫缺陷小鼠中,成功在鼠身上再生出跟原本小鼠身上完全不同類型的細胞也就是人類皮膚和毛囊。他們可能會最終使人的頭髮再生的可能性提高了不少。
徐和他的團隊,其中包括研究人員從賓夕法尼亞大學的皮膚病與生物學部門,以及新澤西理工技術學院,開始了與人體皮膚細胞稱為真皮成纖維細胞。通過添加三個基因,它們轉換這些細胞轉化為誘導多能幹細胞(iPSCs),它具有分化成身體中的任何類型細胞的能力。然後它們轉換成 iPS 細胞成上皮幹細胞,通常是在毛囊凸起找到。
與其他研究小組此前曾出 iPS 細胞轉化為角朊細胞程序開始,徐的團隊表明,通過仔細控制生長的時間因素對收到的細胞,他們可以迫使 iPS 細胞產生大量的上皮幹細胞。在徐的研究中,依照團隊的實驗協議能成功地在 18 天轉動 iPSCs 的 25 %以上為上皮幹細胞。接著利用它們顯示在其表面上的蛋白對這些細胞進行純化。
拿天然人類的基因與 誘導多能幹細胞 (iPSCs) 獲得的上皮幹細胞的基因表達模式的做比較,該團隊已經成功地製造他們成立,就擺在首位的細胞。當它們混合這些細胞與小鼠毛囊誘導皮膚細胞和接枝他們到免疫缺陷小鼠的皮膚上,它們產生的功能性人表皮(表皮細胞的最外層)和卵泡結構上類似於人類毛囊。
這是第一次有人提出上皮幹細胞,能夠產生毛囊的上皮成分的可擴展的金額,徐說。而這些細胞有許多潛在的應用,他補充說,包括傷口癒合,化妝品,頭髮再生。
這就是說,源自 iPSC 的上皮幹細胞是尚未準備好用於人類受試者使用,徐補充道。首先,毛囊包含上皮細胞 - 細胞類型的行人體的血管和空腔 - 以及一種特定的成體幹細胞的稱為真皮乳頭。徐和他的團隊混合源自 iPSC 的 EPSCS 和小鼠皮膚細胞產生毛囊達到毛囊的生長。
“當一個人失去的頭髮,他們失去了這兩種類型的細胞。”徐解釋說。“我們已經解決了一個主要問題,毛囊的上皮成分,我們需要找出一種方法,也能夠製造出新的毛囊乳突頭細胞,過去也沒有人能找出這部分的解決方式。”
更重要的是,徐用來建立 iPSCs 細胞的過程涉及人體細胞與基因編碼的蛋白質的致癌基因改造,所以需要更多的改進。不過,他指出,幹細胞研究人員正在開發更多元的解決方法,包括只使用化學藥劑的策略。
來源:
所有資料來源自賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院,長度或有刪節
期刊參考:
1. Ruifeng Yang, Ying Zheng, Michelle Burrows, Shujing Liu, Zhi Wei, Arben Nace, Wei Guo, Suresh Kumar, George Cotsarelis, Xiaowei Xu. Generation of folliculogenic human epithelial stem cells from induced pluripotent stem cells. Nature Communications, 2014; 5 DOI: