《科学》子刊：秃头星人的福音，培养皿也能长出一根完整毛发了！
随着年龄增长，头发似乎逐渐有了自己成家的想法。它们会在不经意间告诉你已经决定分家了，地点包括但不限于清晨的枕头，浴室的地漏和梳了两三下的梳子。
当你注意到的时候，头发可能损失得有点多了，不严重时还可以借助药物来恢复，但有些情况可能只能进行植发了。一般来说，移植的头发都是从后枕部健康毛囊取的，不仅耗时，还会引起取发部位持续一周左右的疼痛。
图片来源：123RF
如果有一种方法，能在实验室养好毛发再拿过来用岂不美哉？《科学-进展》的最新研究就让这种想法有可能变成现实。日本科学家在体外毛发生长模型中培养出了带有毛囊的完整毛发，这让许多针对解决脱发问题的研究有了全新的研究方法。
根据论文介绍，在胚胎发育的早期，皮肤外侧的表皮层会与间充质的结缔组织发生相互作用，也被简称为上皮-间充质相互作用（EMI）。EMI可以促使包括胃和肺的内部器官形成管道模式。毛囊的发育同样离不开EMI，并且它非常特殊，因为毛囊会循环往复地再生。
一些研究在将小鼠胚胎上皮细胞和间充质细胞混合后，移植到免疫缺陷的裸鼠皮肤中就能生成毛囊，但在体外直接诱导完整的毛发新生仍然很难。
▲一根带有毛囊的完整毛发（图片来源：横滨国立大学）
新研究采用的是现在受到广泛关注的类器官培养模型，其相当于是器官的微小、简单版本。研究团队在微型的孔板中加入了小鼠的背侧上皮细胞和间充质细胞，为了更好地实现毛囊生长，他们测试了多种条件，包括培养基、生长因子、细胞比例。
结果作者看到成纤维细胞生长因子2（FGF2）可以有效地增加两个毛发生长基因的表达，同样也可以提升毛囊生长的概率；此外，细胞外基质的添加也非常重要，这样可以调整两种细胞之间的空间分布，诱导EMI的发生。而两种细胞的比例最佳为1:1，这样能带来更多的毛发生长可能性。
▲培养一根毛发的流程示意图（图片来源：参考资料[2]）
综合了多个最合适的条件之后，研究者观察到培养皿中新形成了标准毛囊发育的核壳结构，这个结构可以增加两种细胞的接触，从而加速毛囊的生长。
按照标准化的培养体系，类器官系统可以几乎实现100%的毛囊和毛干生长效率，培养皿中可以看到成熟的毛囊和长长的毛干。
▲EMI过程和毛囊生长（图片来源：参考资料[2]）
当然，光看着像还不够，它和正常毛囊的相似程度决定了它的实用性。作者分析了培养10天的毛囊组织学特征，结果能明显观察到典型的毛囊细胞标志物，其中毛囊干细胞、基底角质形成细胞和增殖细胞相关的多个标志物一应俱全。
此外，毛囊中生长出的毛干也具有标准的毛鳞片和髓质层。这种毛发类器官移植到裸鼠背部皮肤后，具有很强的毛发再生活性，毛发周期可以至少重复10个月。
▲新生的毛囊和毛发与体内自然生长的很相似（图片来源：参考资料[2]）
这种类器官不仅可以移植，还能够用于筛选帮助毛发生长的药物，例如作者在培养环境中添加了一种能够刺激黑色素细胞的药物，随着时间推移，毛发的色素沉着有了明显提升。
按照研究制定的方法和流程，小鼠的毛发再生可以说是比较完美了。“我们下一步决定利用人类来源的细胞来进行培养，并进行药物研发和再生医学研究，”这项研究的领导者，横滨国立大学教授Junji Fukuda表示。
未来，他和同事想以此开发出新的脱发治疗策略，尤其是找到针对常见的雄激素脱发的新方法。
参考资料：
[1] Fully mature hair follicles grown in cultures. Retrieved October 24, 2022 from https://phys.org/news/2022-10-fully-mature-hair-follicles-grown.html
[2] Tatsuto Kageyama et al, Reprogramming of three-dimensional microenvironments for in vitro hair follicle induction, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.add4603.
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