毛囊类器官：实现体外毛囊发生，生发效率接近100%！
撰文：南宫明月
来源：干细胞者说
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《中国人头皮健康白皮书》数据显示，我国脱发人数已超2.5亿，平均每6人中就有1人脱发。此外，脱发年轻化趋势越来越明显，熬夜猝死已经不是当代年轻人焦虑的问题，脱发才是。
植发正是一种当前新兴的治疗方法。植发只能算是拆东墙补西墙的权宜之计，即通过征用后脑勺茂密的毛囊，去填补日渐稀疏的头顶，虽能在一定程度上挽回颜值，却无法增加头发的总量，严重脱发人更要面对无发可征的困境。
日本研究者开发了一种毛囊类器官培养系统，可在体外实现毛囊发生及毛发生长，为脱发机制的研究和治疗提供了全新思路。
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毛囊类器官：拯救脱发新思路
2022年10月21日，日本横滨国立大学（Yokohama National University）在Science Advances上发表了一项研究：通过使用低浓度基质胶控制上皮和间充质细胞的空间排列，成功制造一种毛囊类器官，可以实现体外毛囊发生和毛发生长，其中毛干生成率约为100%，为毛发再生提供了一种新的思路。
图片来源：Science Advances
毛囊类器官模型将帮助我们增加对毛囊发育的理解，还可用于毛囊再生和脱发治疗相关的药物筛选和动物试验。甚至有一天，实验室培养的人类毛囊将可能用于移植，以治疗脱发。
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毛囊类器官培养系统，毛干长起来
众所周知，毛囊在出生后会动态地循环再生。一般来说，在胚胎发育的早期，表皮上皮细胞和间充质结缔组织之间会发生相互作用，触发毛囊形态发生。由于目前来说，充分了解毛囊发育的机制仍然具有挑战性，因此毛囊形态发生尚未在实验室培养皿中成功复制。
而类器官（Organoid），是一种由干细胞或器官祖细胞发育而来的，与体内的来源组织和器官高度相似的微型器官，能够真实地模拟器官组织的生理特性。横滨国立大学工程学院助理教授 Tatsuto Kageyama也表示，类器官是阐明体外毛囊形态发生机制的一种很有前途的工具。
图片来源：Science Advances
首先，研究人员分析了毛囊生长和毛发色素沉着的过程，通过控制上皮-间充质相互作用(EMI)以及体外上皮和间充质细胞的三维排列，在培养物中成功生成了毛囊，从而促进毛发生长。
▉ 毛囊类器官，模拟人体毛发形成
类器官通过利用三维结构，能更真实模拟人体器官特性。研究小组通过使用相当低浓度的基质胶，控制两种类型的胚胎细胞产生的结构，使上皮-间充质细胞相互作用，来制造毛囊类器官，促进毛囊产生，长出的毛干变长。这些毛囊具有特定的特征，包括凸起、亚凸起、真皮乳头、黑素体、脂肪组织和角质层。
值得一提的是，毛囊类器官以100%的效率生成了毛囊和毛干，产生了完全成熟的毛囊，毛干长度可达3 mm左右。这是前所未有的结果。
图片来源：Science Advances
▉ 毛囊干细胞，用于药物筛选
紧接着，研究人员检查了毛囊类器官用于药物筛选和再生医学的可行性。他们在培养基中添加了一种能够刺激黑色素细胞的药物——α-MSH，这种药物在产生头发色素沉着中起到关键作用。结果发现，通过添加这种药物，显着改善了毛发纤维的毛发色素沉着。
此外，研究人员发现，添加基质胶还可以促进黑色素沉积，及毛干延伸。
图片来源：Science Advances
▉毛囊类器官，用于再生医学
当研究人员将毛囊类器官移植到裸鼠背侧皮肤时，裸鼠表现出了很强的毛发再生活性，毛发周期至少重复了10个月（大约每月一次）。
此外，通过移植毛囊类器官，研究人员通过重复毛发周期实现了有效的毛囊再生。由此，研究人员认为，体外毛囊模型对于更好地理解毛囊诱导、评估毛发色素沉着和毛发生长药物以及毛囊再生具有重要价值。
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文末小结
总结一下：本研究通过使用相当低浓度的基质胶，控制上皮细胞和间充质细胞的空间排列，从而制造毛囊类器官，在体外高效（~100%）产生毛干。生成的毛干长度在23 天后达到约3 毫米，这是以前从未达到过的。
毛囊类器官不仅可用于了解毛囊发育的机制，还可应用于毛囊及毛发再生的药物筛选，以及替代相关的动物试验。
参考文献：
1. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add4603
2. https://www.eurekalert.org/news-releases/968166
《自然 · 综述》：T细胞在衰老中的角色
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