科學家研究體外生成毛囊新策略

經過長時間培養後，由毛囊體產生的具有代表性的長髮毛囊。圖片來源：日本橫濱國立大學

科技日報實習記者 張佳欣

據21日的《科學進展》雜誌報道，來自日本的一組研究人員研究了毛囊生長和頭髮色素沉着的過程，成功使培養物中產生了毛囊。他們的體外毛囊模型增加了對毛囊發育的理解，有助於開發在治療脱髮疾病、動物試驗和藥物篩選方面的應用。

隨着胚胎的發育，皮膚的外層和結締組織之間會發生相互作用。這些相互作用類似於一個信使系統，觸發毛囊形態發生。

在過去幾十年裏，科學家們利用動物模型探索了與毛囊發育相關的關鍵機制。然而，由於完全瞭解這些機制仍然具有挑戰性，毛囊形態發生還沒有在實驗室培養皿中被成功複製。

最近，類器官培養物受到了廣泛關注。此次，研究小組通過使用相當低濃度的細胞外基質控制兩種類型胚胎細胞產生的結構來製造毛囊器官。細胞外基質將兩種胚胎細胞之間的間距從啞鈴形調整為核殼形結構。新形成的具有典型特徵的毛囊出現在核殼形培養基中。這些核殼形培養基增加了兩種類型細胞區域之間的接觸面積，以加強促進毛囊生長的機制。

研究小組開發的類器官培養系統幾乎以100%的效率生成毛囊和毛幹。毛囊類器官產生了具有長毛乾的完全成熟的毛囊，培養23天時毛幹長度約為3毫米。隨着這種生長的發生，研究人員可以在體外監測毛囊的形態發生和頭髮的色素沉着，並瞭解參與這一過程的信號通路。

研究人員研究了毛囊類器官用於藥物篩選和再生醫學的可行性。他們在培養基中加入了一種刺激黑色素細胞的藥物，這種藥物在產生頭髮顏色色素的過程中起着關鍵作用。隨着藥物的加入，毛髮類纖維的色素沉着顯著改善了。此外，通過重複的毛髮週期實現了有效的毛囊再生。