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    研究揭示了防治男性和女性脫髮的新方法

  • 發布時間
    2019/07/03

毛囊的橫截面。圖片來源:Angela Christiano / 哥倫比亞大學歐文醫學中心。.


最近的兩項研究突出了使用小分子(如重新喚醒休眠毛囊的JAK抑製劑)以及目的在培育新毛囊的幹細胞療法來對抗男性和女性模式脫髮的新方法。

在第一項研究中,由哥倫比亞大學Vagelos醫師和外科醫學院的Richard&Mildred Rhodebeck皮膚病學教授Angela Christiano博士領導的研究人員發現了以前未知的細胞,它們使老鼠毛囊處於靜止狀態並顯示出來 抑制這些細胞的活動可以重新喚醒休眠的毛囊。

在第二項研究中,Christiano的團隊創造了一種在盤子裡種植人髮的方法,這種方法可以為包括女性在內的更多人開啟頭髮修復手術,並改善製藥公司尋找新的頭髮生長藥物的方式。


研究發現使毛囊休眠的細胞

在男性和女性型禿髮中,許多毛囊仍然存在但是處於休眠狀態。尋找能夠重新喚醒卵泡並誘導毛髮生長的新藥受到了該領域的重視,因為該領域專注於尋找與finasteride和minoxidil相同的藥物,這兩種藥物目前僅適用於男性型禿髮男性。
Christiano和她的同事之前發現了一種名為JAK-STAT的新途徑,它在靜息毛囊的幹細胞內活躍,並使它們處於休眠狀態。他們之前證明,應用於小鼠皮膚的JAK抑製劑是重新喚醒小鼠休眠毛囊的有效方法。
在他們的最新研究中,研究人員想要詳細了解使卵泡處於休眠狀態的自然過程,因此他們尋找控制毛囊中JAK途徑活動的因子。
新細胞稱為Trichophages

研究揭示了一種先前未知的免疫相關細胞類型,它產生一種稱為製瘤素M的物質,使毛囊處於休眠狀態。 “以前很難在整個皮膚中識別出罕見的免疫細胞亞群,但這項工作得益於我們對單個細胞進行測序並確定製造制瘤素M的能力,”該研究的第一作者Etienne Wang博士說。。 這些細胞與巨噬細胞最相似,巨噬細胞是免疫系統的清道夫,研究小組發現它們與休眠毛囊密切相關。
研究人員將這些細胞命名為trichophages,因為希臘語tricho就是頭髮的意思。

針對Trichophages也可以打開頭髮週期。 通過使用小分子抑製劑和Csf1R阻斷抗體以及Trichophages上的受體,研究人員可以阻止制瘤素M的流動並重新開始毛髮循環。

用新藥重新喚醒休眠毛囊
Christiano說:“我們之前的研究將JAK-STAT信號傳導作為一種潛在的脫髮疾病治療途徑,通過用JAK抑製劑靶向毛囊幹細胞。” (一家生物技術公司最近報導了基於這些研究的局部JAK-STAT抑製劑的小型2期試驗的結果。)“這裡我們表明阻斷毛囊外JAK激活信號的來源是另一種針對這種情況的機制。
大多數藥物開發專注於男性型脫髮的治療,大多數臨床試驗僅在男性中進行。
Christiano說:“這些新途徑可能會為患有脫髮的男性和女性帶來新的治療方法,因為它們似乎獨立於雄性激素通路。” “特別是如果局部使用治療,這可能有助於防止非那雄胺和米諾地爾的副作用。”
在盤子裡種植新的毛囊
在第二項旨在利用乾細胞進行毛髮生長的研究中,哥倫比亞大學的研究人員創造了一種培養人類頭髮的方法,這種方法可以為包括女性在內的更多人開啟頭髮修復手術,並改善製藥公司的搜索方式。 用於新的頭髮生長藥物。
這是人類毛囊第一次完全在盤子中產生,而不需要植入皮膚。
多年來,通過培養從現有卵泡的基部取出的細胞,可以在實驗室中培養小鼠或大鼠的毛髮。
“來自大鼠和小鼠的細胞長出漂亮的毛髮,”Christiano說。“但由於我們並不完全理解的原因,人體細胞具有抗藥性。”

為了打破人類毛細胞的抵抗力,Christiano一直在努力創造模仿人類毛髮細胞通常棲息的三維環境的條件。該實驗室首先嘗試在懸掛的液體滴內創建小球體。但是當球體被植入小鼠體內時,結果是不可預測的:一些人的細胞創造了新的頭髮,而其他人的細胞卻沒有。

3D打印創建圖案化毛囊

在這項新研究中,Christiano的團隊利用3D打印機的獨特功能為毛囊生長創造了更自然的微環境。
研究人員使用3D打印技術製造出塑料模具,其長而薄的延伸部分只有半毫米寬。 “以前的製造技術無法創造如此薄的預測,因此這項工作得到了3D打印技術創新的極大推動,”本研究的第一作者Erbil Abaci博士說。
在人類皮膚被設計成在黴菌周圍生長之後,將來自人類誌願者的毛囊細胞置於深孔中並且通過產生角蛋白的細胞頂部。 餵食細胞並加入生長因子混合物,其中加入了成分,包括JAK抑製劑,實驗室發現這些成分可刺激毛髮生長。
三週後,人類毛囊出現並開始創造頭髮。
頭髮農場可以擴大頭髮修復的可用性
儘管該方法需要優化,但以這種方式產生的工程人毛囊可以為接受機器人毛髮修復手術的患者產生無限的新毛囊來源。
頭髮修復手術需要將大約2,000個毛囊從頭部後部轉移到前部和頂部。 它通常保留給脫髮穩定且有足夠頭髮捐獻的男性患者。
“我們所展示的是,我們基本上可以創建一個頭髮農場:一個正確圖案化的頭髮網格,這樣可以將它們移植回同一個頭皮病人身上,”Christiano說。
“這擴大了所有患者的頭髮修復能力 - 包括美國3000萬頭髮稀疏的女性和年輕男性的頭髮仍在消退。”“頭髮修復手術將不再受供體頭髮數量的限制。”
工程化的毛囊也可以被製藥工業用於篩選新的毛髮生長藥物。 目前,由於無法在實驗室培養皿中培養人類毛囊,新的頭髮藥物的高通量篩選受到阻礙。 篩查未發現任何藥物; 僅有兩種被批准用於治療脫髮 -finasteride和minoxidil的藥物 - 最初作為其他病症的治療方法進行了研究。

該團隊希望培養的頭髮農場能夠開展高通量藥物篩選,以確定影響頭髮生長的新途徑。

第一個研究, 標題 "A Subset of TREM2+ Dermal Macrophages Secretes Oncostatin M to Maintain Hair Follicle Stem Cell Quiescence and Inhibit Hair Growth,"發表於 Cell Stem Cell.

第二個研究, 標題 "Tissue engineering of human hairfollicles using a biomimetic developmental approach,"發表於 Nature Communications.
More information: Etienne C.E. Wang 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 (2019). DOI: 10.1016/j.stem.2019.01.011
Hasan Erbil Abaci et al. Tissue engineering of human hair follicles using a biomimetic developmental approach, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-07579-y
Journal information: Nature Communications  , Cell Stem Cell