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脱发患者福音!Nature和Cell子刊提出治疗脱发的新方法!

来源:本站原创 2019-08-16 09:37

2019年8月16日讯 /生物谷BIOON /——最近的两项研究强调了利用JAK抑制剂等小分子治疗男性和女性脱发的新方法,这些小分子可以唤醒休眠的毛囊,干细胞疗法的目标是生长新的毛囊。

在第一项研究中,哥伦比亚大学皮肤学教授Angela Christiano领导的研究人员发现过去未知的细胞保持小鼠毛囊处于休息状态,还表明抑制这些细胞的活动可以唤醒休眠毛囊。

在第二项研究中,Christiano的团队创造了一种在培养皿中生长头发的方法,这将为包括女性在内的更多人开启头发修复手术,并改善制药公司寻找新的生发药物的方式。

图片来源:http://cn.bing.com

研究发现使毛囊休眠的细胞

在男性和女性型秃发中,许多毛囊仍然存在,但处于休眠状态。由于该领域专注于寻找与非那雄胺和米诺地尔(目前仅有的两种治疗男性型秃发的药物)作用相同的药物,重新唤醒毛囊并诱导头发生长的新药的研究受到了限制。

Christiano和她的同事之前发现了一种名为JAK-STAT的新途径,这种途径活跃于处于休眠状态的毛囊干细胞中,并使它们处于休眠状态。他们之前证明,应用于小鼠皮肤的JAK抑制剂是一种有效的方法来唤醒小鼠休眠毛囊。

在他们最新的研究中,研究人员想要获得使毛囊处于休眠状态的自然过程的详细图像,所以他们寻找控制毛囊中JAK通路活性的因素。

一种叫做Trichophages的新细胞

这项研究揭示了一种未知的免疫相关细胞类型,这种细胞能产生一种叫做抑癌蛋白M的物质,使毛囊处于休眠状态。这项研究的第一作者Etienne Wang博士说:"以前很难在整个皮肤中识别出罕见的免疫细胞亚群,但我们有能力对单个细胞进行测序,并精确定位制造抑癌蛋白M的细胞,这为这项工作提供了便利。"这些细胞与巨噬细胞最为相似,巨噬细胞是免疫系统的清除细胞,研究小组发现它们与静止的毛囊密切相关。

研究人员将这些细胞命名为trichophages,源于希腊语中毛发的单词tricho。靶向trichophage也能开启毛发循环。通过使用小分子抑制剂和抗体来阻止Csf1R,研究人员可以阻止抑癌蛋白M的流动,并重新启动头发循环。Csf1R是一种毛发上的受体。

用新药唤醒休眠的毛囊

"我们之前的研究表明JAK- STAT信号通路是一种潜在的治疗脱发障碍的新途径,它通过使用JAK抑制剂靶向毛囊干细胞,"Christiano说。(一家生物技术公司最近报告了基于这些研究的局部JAK-STAT抑制剂的小规模二期试验结果。)"在这里,我们展示了阻断毛囊外激活JAK信号的来源是另一种针对这一机制的方法。"

图片来源:http://cn.bing.com

大多数药物开发都集中在男性脱发的治疗上,而且大多数临床试验都只针对男性。

Christiano说:"这些新途径可能会为脱发的男性和女性带来新的治疗方法,因为它们似乎独立于男性激素途径发挥作用。尤其是局部治疗,可以避免非那雄胺和米诺地尔的相关副作用。"

在培养皿中生长新的毛囊

在另一项研究旨在利用干细胞生长头发,哥伦比亚大学的研究人员创造了一种生长在培养皿中人类头发,可以打开更多的人头发修复手术,包括妇女,并改善制药公司寻找新的头发生长的药物。

这是人类毛囊第一次完全在培养皿中生成,不需要植入皮肤。

多年来,通过培养取自现有毛囊底部的细胞,人们可以在实验室中培育出小鼠或大鼠的毛发。

Christiano说:"老鼠和老鼠的细胞会长出漂亮的毛发。但由于我们不完全了解的原因,人类细胞具有抗药性。"

为了打破人类毛细胞的抵抗力,Christiano一直试图创造条件,模拟人类毛细胞通常居住的三维环境。实验室首先尝试在悬垂的液滴中创造细胞小球。但是,当这些球体被植入老鼠体内时,结果是不可预测的:一些人的细胞产生了新的毛发,而另一些人没有。

3d打印会产生有图案的毛囊

在这项新的研究中,Christiano的团队利用3d打印机的独特功能,为毛囊的生长创造了一个更自然的微环境。

研究人员使用3d打印技术制作出了只有半毫米宽的超长超薄塑料模具。这项研究的第一作者Erbil Abaci博士说:"以前的制造技术无法制造出这样薄的投影,所以3d打印技术的创新极大地促进了这项工作。"

在人类皮肤被设计成在模具周围生长后,来自人类志愿者的毛囊细胞被放置在深井中,顶部的细胞产生角蛋白。这些细胞被喂食一种混合生长因子的混合物,其中添加了包括JAK抑制剂在内的成分,该实验室发现这些成分会刺激毛发生长。三周后,人类毛囊出现并开始形成毛发。

头发农场可以扩大头发修复的可用性

尽管该方法还需要优化,但以这种方式创造的人造毛囊可以为接受机器人毛发修复手术的患者提供无限的新毛囊来源。

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头发修复手术需要将大约2000个毛囊从头部后部移植到头部和顶部。它通常是专为男性患者的,这些患者的脱发已经稳定,而且需要有足够的头发。

Christiano说:"我们所展示的是,我们基本上可以创建一个发头发农场:一个图案正确经过精心设计头发网,这样它们就可以移植回同一个病人的头皮上。"

这将使所有病人都能得到头发修复,包括美国3000万经历头发稀疏的女性和头发线条仍在后退的年轻男性。头发修复手术将不再受捐赠头发数量的限制。"

工程毛囊也可以被制药工业用于筛选新的毛发生长药物。目前,由于无法在实验室培养皿中培养人类毛囊,新发药物的高通量筛选受到了阻碍。目前也没有开发出新药,仅有的两种被批准用于治疗斑纹脱发的药物--非那雄胺和米诺氧化酶--最初作为其他条件的治疗方法进行了研究。

研究小组希望,人工头发农场将为高通量药物筛选开辟道路,以发现影响头发生长的新途径。

第一项研究发表在《Cell Stem Cell》杂志上,题为"A Subset of TREM2+ Dermal Macrophages Secretes Oncostatin M to Maintain Hair Follicle Stem Cell Quiescence and Inhibit Hair Growth"。第二项研究名为"Tissue engineering of human hair follicles using a biomimetic developmental approach",发表在《Nature Communications》杂志上(生物谷Bioon.com)

参考资料:

【1】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

【2】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

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