专栏首页量子位秃如其来的希望!Nature新研究:多能干细胞能形成近乎完整皮肤结构,移植小鼠后成功长出毛发

秃如其来的希望!Nature新研究:多能干细胞能形成近乎完整皮肤结构,移植小鼠后成功长出毛发

一边熬夜到天明,一边啤酒加枸杞。

朋克养生的当代青年,也难免有头皮微凉的烦恼。

好消息、好消息,Nature发表的最新论文,带来了生发新希望:

由波士顿儿童医院和哈佛医学院主导的研究团队,成功让由干细胞培养成的人造皮肤,长出了毛发!

Nature评论称,这一成果使人们离产生无限量的毛囊更进一步,为治疗脱发铺平了道路。

多能干细胞生成含人类毛囊的皮肤

针对皮肤组织工程的研究始于1975年。

从那时起,科学家就开始将表皮和真皮细胞分离出来,在体外培养,用于皮肤移植等治疗中。

但是,想要让人造皮肤具备正常皮肤所包含的毛囊、汗腺等等附属结构,始终是一大难点。

于是,波士顿儿童医院和哈佛医学院等研究机构的科研人员,尝试利用人类多能干细胞来解决这个问题。

体外培养

首先,研究人员采用骨形态发生蛋白4(BMP4)和转录因子 TGF-β 的抑制剂来处理细胞,促进皮肤表皮层生长。

接着,他们又添加了生长因子 FGF2 和骨形态发生蛋白(BMP)抑制剂,诱导真皮层形成。脂肪细胞层也在此阶段形成。

细胞以球状发育,称作体外类器官。

在经过了70多天的潜伏期之后,体外类器官中长出了50个左右的毛囊,并最终生长出毛发。

这些皮肤类器官具有明显的表皮层和真皮层,并发育出了与毛囊相关的组织(如皮脂腺、神经、肌肉和脂肪),形成了近乎完整的皮肤。只是缺少免疫细胞。

这样的实验结果表明,这些由多能干细胞培养出的皮肤类器官,其毛囊经历了类似哺乳动物毛囊的形成过程。

研究人员还发现,这些皮肤类器官在基因表达上具有下巴、脸颊和耳朵皮肤的特征。

培养140天之后,其结构与人类18周胎儿面部皮肤相似。

研究人员认为,种种证据表明,这些类器官很可能模拟头皮皮肤,并且通过改变细胞生长的培养条件,也可以定制化生成具有不同身体部位特征的皮肤。

小鼠移植

在细胞培养的第140天,研究人员将皮肤类器官移植到了免疫缺陷小鼠背部。

采用免疫缺陷小鼠,是为了避免免疫排斥反应。

55%的移植中,类器官成功长出了2-5mm毛发

并且,在移植中,全部类器官都能够与小鼠表皮融合,在伤口处形成平整皮肤。形态类似于人类面部皮肤。

也就是说,这些皮肤类器官还能够促进伤口愈合,防止疤痕形成

什么时候能用上?

对于这样一项研究,Nature评论称,这不仅为治疗脱发铺平道路,如果这种方法进入临床,对于有伤口、疤痕和遗传性皮肤病的病人而言,也将带来革命性的治疗。

不过,从实验室到临床,中间还有许多问题需要解决。

比如,现在,类器官形成毛囊所需的时间较长。需要先在体外培养140天的时间,才能进行移植。这就限制了其在烧伤等治疗中发挥的作用。

另外,目前生长出的毛发还比较短,需要进一步优化培养条件。

多能干细胞带来的副作用——如促进肿瘤形成,也是需要考虑的问题。

并且,在接受澎湃新闻采访时,宾夕法尼亚大学皮肤病学教授George Cotsarelis表示,目前还没有证据表明,这些毛发是可以循环生长的。

尽管如此,Cotsarelis教授等人仍然高度评价这一研究,认为这篇论文是解决脱发问题和头发移植的一个重要步骤,朝向“治愈”人类秃顶迈出了重要一步,极具临床潜力。

目前,在治疗头秃和脱发问题上,主流的方法无外乎生发液植发等。

但生发液效果难以保证,植发在效率和成本方面还有待进一步改善……

上海进博会:植发机器人

于是更多大神,或选择了顺其自然地秃,或选择了假发。

所以多能干细胞培养的人造皮肤方法,或许能让“秃如其来”的朋友,更加安心工作、熬夜和加班。(手动狗头)

参考链接

论文地址:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2352-3 https://www.nature.com/articles/d41586-020-01568-2 https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_7690613

本文分享自微信公众号 - 量子位(QbitAI),作者:关注前沿科技

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原始发表时间:2020-06-08

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