脫發(fā)是皮膚科常見病，其中雄激素性脫發(fā)是臨床上最常見的脫發(fā)性疾病，其他較多見類型的脫發(fā)還包括斑禿、牽拉性脫發(fā)、疤痕性脫發(fā)等。
脫發(fā)雖不影響患者身體健康，卻嚴(yán)重影響患者心理健康和生活質(zhì)量。我國最新數(shù)據(jù)顯示：男性脫發(fā)患病率約為21.3%，女性患病率約為6.0%。換句話說，每5位中國男性就會有1位在遭受著脫發(fā)的“折磨”。
最新研究中，科研團隊利用人類多能干細(xì)胞培養(yǎng)出的皮膚類器官，經(jīng)過4-5個月，不但形成了皮膚特有的多層組織，更重要的是包含了毛囊、皮脂腺和神經(jīng)回路，接近完整的真實皮膚。
頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表的一篇研究論文中，美國波士頓兒童醫(yī)院（Boston Children’s Hospital）主導(dǎo)的一支科研團隊帶來了利用干細(xì)胞制造人類皮膚的重要進展。利用人類多能干細(xì)胞（iPSC）培養(yǎng)出的皮膚類器官，經(jīng)過4-5個月，不但形成了皮膚特有的多層組織，更重要的是包含了毛囊、皮脂腺和神經(jīng)回路，接近完整的真實皮膚。
研究人員相信，這項發(fā)現(xiàn)不僅可以幫助科學(xué)家研究人類皮膚的發(fā)育，更有望為那些受脫發(fā)、疤痕或遺傳性皮膚病之苦的人帶來革命性的治療。
不起眼的毛孔，巨大的挑戰(zhàn)
先來仔細(xì)看看皮膚。這是一種復(fù)雜的多層器官，主要由表皮層和真皮層組成，包括了毛囊、皮脂腺等各種附屬結(jié)構(gòu)。毛囊和皮脂腺的開口——毛孔，雖然不顯眼，甚至還被一些愛美人士“嫌棄”，但要知道它們對于皮膚的功能極為重要，參與體溫調(diào)節(jié)、體液維持、介導(dǎo)觸覺及疼痛感知等各種過程。如果沒有這些附屬結(jié)構(gòu)，皮膚也就難以正常地出汗、分泌油脂，以及長出毛發(fā)。
皮膚的內(nèi)部構(gòu)造
研究作者在論文中指出，出于研究和臨床的目的，用包括了真皮細(xì)胞和表皮細(xì)胞的培養(yǎng)系統(tǒng)在體外重建人類皮膚已有40多年的歷史，然而，有一個艱巨的難題一直未能解決，那就是在體外培養(yǎng)系統(tǒng)中長出含有功能性附件的皮膚。
類器官培養(yǎng)系統(tǒng)帶來突破
在這項研究中，Karl Koehler教授及同事利用類器官（organoids）培養(yǎng)系統(tǒng)做出了突破，從人類多能干細(xì)胞出發(fā)，培育出具有各種皮膚特征的結(jié)構(gòu)。
由于皮膚的表皮和真皮在發(fā)育時來源于不同的細(xì)胞類型，為了從多能干細(xì)胞中培養(yǎng)出包括這兩種成分的皮膚類器官，研究人員仔細(xì)優(yōu)化了培養(yǎng)條件，分步添加生長因子，先后誘導(dǎo)出表皮前體細(xì)胞和真皮前體細(xì)胞。
這些細(xì)胞長成了球體。70多天后，球體中開始出現(xiàn)毛囊，每個球體出現(xiàn)了近50個毛囊。與此相關(guān)的皮脂腺、神經(jīng)、肌肉和脂肪也逐漸發(fā)育。經(jīng)過4-5個月的培養(yǎng)期，這些類器官具有明顯的表皮層和真皮層，而且含有毛囊、皮脂腺和緊密連接的神經(jīng)回路。
研究人員用單細(xì)胞RNA測序等方法分析了體外培養(yǎng)的皮膚類器官。與胎兒標(biāo)本比較來看，這些皮膚類器官與18周的胎兒面部皮膚相似。
除了體外分析外，研究人員進一步通過動物移植實驗，展現(xiàn)了這些新造皮膚的治療潛力。
他們在免疫缺陷小鼠（以確保移植物不會被動物的免疫系統(tǒng)攻擊）的背部皮膚中植入了培養(yǎng)的皮膚類器官。這些類器官不僅能夠與小鼠表皮融合，在傷口處形成平面皮膚，而且其中55%的移植物繼續(xù)生長，長出了2-5毫米的毛發(fā)。
未來的發(fā)展
《自然》同期的專文評述對這項研究給予了高度評價，認(rèn)為“這項工作具有巨大的臨床轉(zhuǎn)化潛力”，為治愈禿頂?shù)碾y題邁出了一大步。盡管在實現(xiàn)應(yīng)用之前還需要解決很多問題，比如再生的效率和培養(yǎng)的時間等，但“我們相信這個希望終將成為現(xiàn)實”。
來源：環(huán)球科學(xué)（《科學(xué)美國人》中文版）
原標(biāo)題：治療頭禿的希望！干細(xì)胞制造人類皮膚迎來重要突破
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