禿如其來的希望！Nature：幹細胞形成近乎完整皮膚結構，長出毛髮
2020-06-08 量子位魚羊 發自 凹非寺
量子位 報導 | 公眾號 QbitAI
一邊熬夜到天明，一邊啤酒加枸杞。
朋克養生的當代青年，也難免有頭皮微涼的煩惱。
好消息、好消息，Nature發表的最新論文，帶來了生發新希望：
由波士頓兒童醫院和哈佛醫學院主導的研究團隊，成功讓由幹細胞培養成的人造皮膚，長出了毛髮！
Nature評論稱，這一成果使人們離產生無限量的毛囊更進一步，為治療脫髮鋪平了道路。
多能幹細胞生成含人類毛囊的皮膚
針對皮膚組織工程的研究始於1975年。
從那時起，科學家就開始將表皮和真皮細胞分離出來，在體外培養，用於皮膚移植等治療中。
但是，想要讓人造皮膚具備正常皮膚所包含的毛囊、汗腺等等附屬結構，始終是一大難點。
於是，波士頓兒童醫院和哈佛醫學院等研究機構的科研人員，嘗試利用人類多能幹細胞來解決這個問題。
體外培養
首先，研究人員採用骨形態發生蛋白4（BMP4）和轉錄因子 TGF-β 的抑制劑來處理細胞，促進皮膚表皮層生長。
接著，他們又添加了生長因子 FGF2 和骨形態發生蛋白（BMP）抑制劑，誘導真皮層形成。脂肪細胞層也在此階段形成。
細胞以球狀發育，稱作體外類器官。
在經過了70多天的潛伏期之後，體外類器官中長出了50個左右的毛囊，並最終生長出毛髮。
這些皮膚類器官具有明顯的表皮層和真皮層，並發育出了與毛囊相關的組織（如皮脂腺、神經、肌肉和脂肪），形成了近乎完整的皮膚。只是缺少免疫細胞。
這樣的實驗結果表明，這些由多能幹細胞培養出的皮膚類器官，其毛囊經歷了類似哺乳動物毛囊的形成過程。
研究人員還發現，這些皮膚類器官在基因表達上具有下巴、臉頰和耳朵皮膚的特徵。
培養140天之後，其結構與人類18周胎兒面部皮膚相似。
研究人員認為，種種證據表明，這些類器官很可能模擬頭皮皮膚，並且通過改變細胞生長的培養條件，也可以定製化生成具有不同身體部位特徵的皮膚。
小鼠移植
在細胞培養的第140天，研究人員將皮膚類器官移植到了免疫缺陷小鼠背部。
採用免疫缺陷小鼠，是為了避免免疫排斥反應。
55%的移植中，類器官成功長出了2-5mm毛髮。
並且，在移植中，全部類器官都能夠與小鼠表皮融合，在傷口處形成平整皮膚。形態類似於人類面部皮膚。
也就是說，這些皮膚類器官還能夠促進傷口癒合，防止疤痕形成。
什麼時候能用上？
對於這樣一項研究，Nature評論稱，這不僅為治療脫髮鋪平道路，如果這種方法進入臨床，對於有傷口、疤痕和遺傳性皮膚病的病人而言，也將帶來革命性的治療。
不過，從實驗室到臨床，中間還有許多問題需要解決。
比如，現在，類器官形成毛囊所需的時間較長。需要先在體外培養140天的時間，才能進行移植。這就限制了其在燒傷等治療中發揮的作用。
另外，目前生長出的毛髮還比較短，需要進一步優化培養條件。
多能幹細胞帶來的副作用——如促進腫瘤形成，也是需要考慮的問題。
並且，在接受澎湃新聞採訪時，賓夕法尼亞大學皮膚病學教授George Cotsarelis表示，目前還沒有證據表明，這些毛髮是可以循環生長的。
儘管如此，Cotsarelis教授等人仍然高度評價這一研究，認為這篇論文是解決脫髮問題和頭髮移植的一個重要步驟，朝向「治癒」人類禿頂邁出了重要一步，極具臨床潛力。
目前，在治療頭禿和脫髮問題上，主流的方法無外乎生髮液、植髮等。
但生髮液效果難以保證，植髮在效率和成本方面還有待進一步改善……
△上海進博會：植髮機器人
於是更多大神，或選擇了順其自然地禿，或選擇了假髮。
所以多能幹細胞培養的人造皮膚方法，或許能讓「禿如其來」的朋友，更加安心工作、熬夜和加班。（手動狗頭）
參考連結
論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2352-3
https://www.nature.com/articles/d41586-020-01568-2
https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_7690613
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