當代年輕人苦頭發(fā)已久,《中國人頭皮健康白皮書》數(shù)據(jù)顯示,我國脫發(fā)人數(shù)已超2.5億人(男性約1.63億,女性約0.88 億,相當于每4位男性中有1人脫發(fā),每8位女性中有1人脫發(fā)。與此同時,30歲前脫發(fā)的比例高達84% ,較上一代人的脫發(fā)年齡提前了20年,呈現(xiàn)明顯的低齡化趨勢。
事實上,脫發(fā)的根源大多出在毛囊,以臨床上最常見的雄激素性脫發(fā),也就是脂溢性脫發(fā)為例,臨床研究表明,該類型的脫發(fā)根本原因被認為是頭頂上的毛囊存在結(jié)構(gòu)上的先天缺陷,毛囊的退化和萎縮,引起頭發(fā)變稀、變細、變軟,發(fā)際線倒退。
因此,目前脫發(fā)治療的一大希望就是毛囊干細胞研究。毛囊的生長期開始時,毛囊干細胞增殖并形成毛囊下部結(jié)構(gòu)。在毛囊的休止期和退行期,毛囊干細胞保持靜止。當進入下一輪周期中的生長期,毛囊干細胞再次增殖分化。
但干細胞作為獨立個體,與體內(nèi)的真實狀態(tài)有很多不同,這也限制了研究的進展。
DPCs來源外泌體促進毛囊干細胞增殖的最新研究
近日,發(fā)表在日本學術(shù)期刊J-STAGE的一篇題為《Effects of Exosomes Derived from Dermal Papilla Cells on Hair Follicle Stem Cells and Hair Follicle Organoids》的文章,利用“類器官”成功實現(xiàn)了毛囊發(fā)生和毛發(fā)生長,為脫發(fā)的機制研究和治療提供了全新的思路。
本研究由橫濱國立大學專注再生醫(yī)療生命科學高等研究院教授福田淳二 (Junji Fukuda)主導,目的是通過利用人毛囊來源細胞的體外細胞培養(yǎng)模型來了解這種機制。毛囊的發(fā)育和周期受上皮細胞和間充質(zhì)干細胞相互作用來調(diào)節(jié),實驗主要使用動物如嚙齒動物胎兒來研究負責調(diào)節(jié)的機制。
人真皮乳頭細胞(DPCs)采用二維(2D)、球形(3D)和球形微孔陣列培養(yǎng),在透氧底物(3D-oxy)中培養(yǎng)。收集培養(yǎng)基中分泌的外泌體并進行純化后,這三種類型的外泌體都能適度促進人毛囊干細胞(HFSCs)的增殖。與其他兩種培養(yǎng)方法相比,3D-oxy培養(yǎng)的外泌體能最有效地上調(diào)HFSCs中CD200、CD34和K15的表達。
為了研究外泌體對體外毛囊形成的影響,Yinghui Zhou等研究人員采用小鼠胚胎上皮細胞和間充質(zhì)細胞制備了毛囊類器官。三原基因和HFSC標記基因的表達分析顯示,3D-氧培養(yǎng)的外泌體對體外維持干細胞和刺激毛囊發(fā)芽最有效。來自人類DPCs的外泌體可能在治療脫發(fā)患者方面有巨大的潛力。
方 法
實驗采用三種不同的培養(yǎng)方法從DPCs皮膚乳頭細胞中收集外泌體:在常規(guī)培養(yǎng)皿中進行二維培養(yǎng),在96圓孔培養(yǎng)板中進行三維培養(yǎng),在透氧聚二甲基硅氧烷(PDMS)微孔陣列板(3D-oxy)中進行3D培養(yǎng)。
將純化的外泌體加入到人毛囊干細胞(HFSCs)和一種由小鼠胚胎上皮細胞和間充質(zhì)細胞組成的毛發(fā)類器官中。
討 論
本實驗研究了DPC衍生的外泌體對HFSC增殖的影響。無論DPC培養(yǎng)方法如何,外泌體的補充增加了HFSCs的增殖,如下圖。
研究人員研究了來自DPCs的外泌體對人HFSC增殖的影響。將相同數(shù)量的外泌體添加到培養(yǎng)基中,用該培養(yǎng)基將HFSC在常規(guī)培養(yǎng)皿中培養(yǎng)24小時。結(jié)論是無論用不同培養(yǎng)方法制備的外泌物或沒有外泌體(無外泌體)與未補充外泌體相比,在所有培養(yǎng)方法制備的外泌體中觀察到細胞增殖的輕微增加。
結(jié) 論
在本研究中,檢測了DPC衍生的外泌體對HFSC增殖的影響。無論DPC培養(yǎng)方法如何,外泌體的補充都增加了HFSC的增殖。
外泌體在脫發(fā)治療中的應用
2021年,來自韓國科學家的一項相關(guān)研究,結(jié)果顯示,在9例脫發(fā)患者中,均觀察到脫發(fā)患者經(jīng)治療后,頭發(fā)數(shù)量增多,脫發(fā)改善的情況。
在一例34歲的男性脫發(fā)者中,脫發(fā)時間長達7、8年,經(jīng)一段時間治療后,檢查結(jié)果也提示其毛發(fā)數(shù)量相較治療前增多。
隨著對外泌體研究的不斷深入,越來越多的證據(jù)表明外泌體在治療脫發(fā)中具有重要的作用。
外泌體中富含多種生物活性分子,如生長因子、細胞因子、核酸等,這些分子可以促進毛囊細胞增殖、分化和存活,并調(diào)節(jié)毛囊周期。
此外,外泌體治療具有非藥物依賴性、生物相容性高、副作用小等優(yōu)點,因此未來外泌體治療很有可能成為治療脫發(fā)的一種新型且有效的治療方法,為解決脫發(fā)問題提供更多可能性。