研究发现了对抗男性和女性脱发的新方法

最近的两项研究强调了对抗男性和女性模式脱发的新方法,使用小分子如重新唤醒休眠毛囊的JAK抑制剂,以及旨在生长新毛囊的干细胞疗法。

在第一项研究中,研究人员由安吉拉global博士哥伦比亚大学瓦格洛斯医学院的理查德和米尔德里德·罗德贝克皮肤病学教授,发现了以前不为人知的使老鼠毛囊处于静止状态的细胞并表明抑制这些细胞的活性可以唤醒休眠的卵泡。

在第二项研究中,克里斯蒂亚诺的团队发明了一种在培养皿里长头发的方法这将为包括女性在内的更多人提供毛发修复手术,并改善制药公司寻找新的毛发生长药物的方式。

研究发现使毛囊休眠的细胞

毛囊的横截面。图片来源:安吉拉·克里斯蒂诺/哥伦比亚大学欧文医学中心。

在男性和女性型秃顶中,许多毛囊仍然存在,但处于休眠状态。由于该领域专注于寻找与非那雄胺和米诺地尔作用机理相同的药物,对重新唤醒毛囊和诱导头发生长的新药的研究受到了限制。非那雄胺和米诺地尔是目前仅有的两种用于男性型秃顶的药物。

克里斯汀诺和她的同事此前发现了一种名为JAK-STAT的新途径,它在静止毛囊的干细胞中活跃,并使它们处于休眠状态。他们此前证明,应用于小鼠皮肤的JAK抑制剂是一种有效的方式,可以唤醒小鼠静止的毛囊。

在他们最新的研究中,研究人员想要得到一幅让毛囊休眠的自然过程的详细图片,所以他们寻找控制毛囊中JAK通路活性的因素。

叫做毛噬细胞的新细胞

研究发现了一种以前未知的免疫相关细胞类型,它产生一种叫做Oncostatin M的物质,使卵泡处于休眠状态。该研究的第一作者Etienne Wang博士说:“以前很难在整个皮肤中识别罕见的免疫细胞亚群,但我们能够对单个细胞进行测序,并精确定位生成Oncostatin M的细胞,这促进了这项工作。”这些细胞与巨噬细胞最相似,巨噬细胞是免疫系统的清除细胞,研究小组发现它们与静止的毛囊密切相关。

研究人员将这些细胞命名为毛噬细胞,得名于希腊语tricho,意为头发。

瞄准噬毛细胞也可以开启头发周期。通过使用小分子抑制剂和抗体来阻止Csf1R(一种噬毛细胞上的受体),研究人员可以阻止Oncostatin M的流动,重新启动头发周期。

用新药唤醒休眠的毛囊

Christiano说:“我们之前的研究表明JAK- stat信号是一种潜在的治疗脱发疾病的新途径,通过JAK抑制剂靶向毛囊干细胞。”(最近一家生物科技公司报道“在这里,我们表明,阻断毛囊外JAK激活信号的来源是针对这一机制的另一种方法。”

大多数药物开发都专注于治疗男性型脱发,而且大多数临床试验都只在男性中进行。

克里斯汀诺说:“这些新的途径可能会为脱发的男性和女性带来新的治疗方法,因为它们似乎独立于男性激素途径发挥作用。”“特别是如果局部使用治疗,就可以避免非那雄胺和米诺地尔的相关副作用。”

在培养皿中生长新的毛囊

在第二项旨在使用干细胞促进头发生长的研究中,哥伦比亚大学的研究人员创造了一种在培养皿中培养人类头发的方法,这可能为包括女性在内的更多人提供头发修复手术,并改善制药公司寻找新的头发生长药物的方法。

这是人类毛囊首次完全在培养皿中产生,而不需要植入皮肤。

使用3d打印阻止脱发

多年来,人们已经可以在实验室中通过培养现有毛囊底部的细胞来培养小鼠或大鼠的毛发。

“大鼠和小鼠的细胞长出漂亮的毛发,”克里斯蒂亚诺说。“但出于我们不完全了解的原因,人类细胞具有耐药性。”

为了打破人类毛细胞的抵抗力,克里斯汀诺一直在尝试创造模拟人类毛细胞正常居住的3D环境的条件。该实验室首先尝试在悬挂的液滴中制造小球体细胞。但当这些球被植入老鼠体内时,结果是不可预测的:一些人的细胞长出了新头发,而另一些人则没有。

3D打印创造图案毛囊

在这项新研究中,Christiano的团队利用3D打印机的独特功能,为毛囊生长创造了更自然的微环境。

研究人员使用3D打印技术制造出了长而薄的延伸只有半毫米宽的塑料模具。这项研究的第一作者Erbil Abaci博士说:“以前的制造技术无法制造出如此薄的投影,所以3D打印技术的创新极大地促进了这项工作。”

在人类皮肤被改造成围绕霉菌生长后,来自人类志愿者的毛囊细胞被放入深井中,上面是产生角蛋白的细胞。这些细胞被喂食含有生长因子的鸡尾酒,其中包括实验室发现的刺激头发生长的JAK抑制剂。

三周后,人类的毛囊出现并开始长出头发。

头发农场可以扩大头发修复的可用性

虽然这种方法还有待优化,但用这种方法产生的工程人类毛囊可以为接受机器头发修复手术的患者产生无限的新毛囊来源。

头发修复手术需要将大约2000个毛囊从后脑转移到前脑和头顶。它通常是为脱发已经稳定并且有足够的头发可以捐献的男性患者保留的。

克里斯汀诺说:“我们已经证明,我们基本上可以创建一个头发农场:一个经过正确设计和设计的头发网格,这样它们就可以移植回同一名患者的头皮。”

这使得所有患者都能获得头发修复,包括美国3000万头发稀疏的女性和发际线仍在后退的年轻男性。头发修复手术将不再受供体毛发数量的限制。”

这种经过改造的毛囊也可以被制药行业用来筛选新的毛发生长药物。目前,由于无法在实验室培养皿中培养人类毛囊,新发药物的高通量筛选一直受到阻碍。通过筛查未发现任何药物;仅有的两种被批准用于治疗花样脱发的药物——非那雄胺和米诺氧化尔——最初是作为治疗其他疾病的药物进行研究的。

研究小组希望培养的头发农场能够开启进行高通量药物筛选的能力,以确定影响头发生长的新途径。

参考文献

第一项研究名为“一组TREM2+真皮巨噬细胞分泌Oncostatin M维持毛囊干细胞的静止和抑制头发生长发表在《细胞干细胞》杂志上。

其他作者:Etienne C.E. Wang(哥伦比亚大学欧文医学中心和新加坡国家皮肤中心),戴振鹏(CUIMC), Anthony W. Ferrante (CUIMC)和Charles G. Drake (CUIMC)。

该研究得到了新加坡国家皮肤中心、新加坡国家医学研究委员会、爱之锁基金会和美国国立卫生研究院(S10OD020056、P30AR069632和P50AR070588)的支持。

Christiano博士是Aclaris Therapeutics Inc.的顾问和股东,Dermira Inc.的顾问,并从Pfizer Inc.获得拨款。他曾担任Agenus、Bayer、BMS、F-Star、Janssen、Merck、Pfizer、Pierre Fabre、Roche/Genentech和Shattuck Labs的付费顾问。他拥有Compugen, Harpoon, Kleo, Potenza, Tizona和狼人的所有权权益。

哥伦比亚大学已将与这些研究相关的知识产权授权给Aclaris Therapeutics公司。

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第二项研究名为“利用仿生发育方法的人毛囊组织工程发表在《自然通讯》上。

其他作者:Hasan Erbil Abaci, Abigail Coffman, Yanne Doucet, James Chen, Joanna Jacków, Etienne Wang, Zongyou Guo, Jung U. Shin(均来自哥伦比亚大学瓦格洛斯医学院)和Colin A. Jahoda(英国杜伦大学)。

这项研究得到了美国国立卫生研究院(National Center for advance Translational science grant UH2EB017103;美国国家关节炎和肌肉骨骼和皮肤病研究所资助K01AR072131和P30AR069632);纽约州干细胞科学(SDH C029550);伊内斯·曼德尔研究基金会奖学金;以及CUIMC精准医学研究奖学金(由NIH资助)UL1TR001873).

克里斯汀诺博士和贾霍达博士是Rapunzel Bioscience Inc.的创始人,该公司专注于开发皮肤和头发疾病的再生疗法。其余作者声明无竞争利益。