印第安納大學醫學院的研究人員首次用小鼠幹細胞培育出了帶毛囊的皮膚組織。與以往的再生皮膚組織相比，該模型更類似天然皮膚，可用於化學品檢測和毛髮生長機理研究，減少實驗動物使用。這項最新研究進展發表於1月2日的《Cell Reports》。
雖然實驗室培育皮膚組織的方法多種多樣，但這些方法仿真真實皮膚的能力卻很差。真正的皮膚細胞通常由20種以上細胞類型組成，一般模型卻只包含約其中5到6種。更重要的是，這些再生皮膚組織都不具備毛髮生長能力。
耳鼻喉科助理教授Karl Koehler最初的研發目標是使用小鼠多能幹細胞（pluripotent stem cells）建立過內耳（inner ear）類器官（organoids）體外模型，但是，他們卻意外地發現，除了內耳組織，這些細胞還能發育成皮膚細胞，於是，他們將研究焦點又轉向了可長出毛囊的皮膚組織。
他們的最新成果是構建出了一個包含表皮（epidermis）和真皮（dermis）兩層結構的皮膚類器官單元，當研究人員把它放入小鼠體內，還能形成毛囊。
「你可以用肉眼看到這些細胞器，」Koehler說。「它們看起來像一個個漂浮在培養基周圍的球型口袋，毛囊就像蒲公英種子一樣向外生長。」
雖然研究人員目前還無法確定究竟哪一類細胞在組織表明形成了毛髮，但他們猜測這裡可能包含了與覆蓋小鼠全身各種毛囊類型相似的細胞。
這種皮膚類器官模型由3或4種不同類型的真皮細胞和4種表皮細胞的不同組成，具有多元化的組合形式，比以往實驗室構建的皮膚組織更類似小鼠皮膚。
通過觀察這些模擬皮膚發育，研究人員發現兩層皮膚細胞必須以特定的方式聚集才一起才能長出毛髮。培養皿中的表皮先形成一個圓形的囊腫，緊接著真皮細胞逐漸包圍這些囊腫，如果這一過程受到幹擾，這些組織就不會長出毛囊。
「如果我們破壞這些類器官，再將它們混合在一起，結果並非總能產生毛囊，」Koehler說。「因此，我們認為早期結合過程對皮膚和毛囊形成應該是非常重要的。」
接下來研究人員準備接受另一個挑戰：如何突破毛髮脫落和再生的物理限制。一旦研究人員找到讓人工環境培育的毛囊走完自然周期的操作方法，這些類器官的用途將被進一步拓展。此外，從小鼠皮膚組織再生技術出發，他們還期望改善人類皮膚類器官。
參考資料：
Hair Follicle Development in Mouse Pluripotent Stem Cell-Derived Skin Organoids
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