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直面“秃”然危机!外泌体从根源解决毛囊问题

当代年轻人苦头发已久,《中国人头皮健康白皮书》数据显示,我国脱发人数已超2.5亿人(男性约1.63亿,女性约0.88 亿,相当于每4位男性中有1人脱发,每8位女性中有1人脱发。与此同时,30岁前脱发的比例高达84% ,较上一代人的脱发年龄提前了20年,呈现明显的低龄化趋势。


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事实上,脱发的根源大多出在毛囊,以临床上最常见的雄激素性脱发,也就是脂溢性脱发为例,临床研究表明,该类型的脱发根本原因被认为是头顶上的毛囊存在结构上的先天缺陷,毛囊的退化和萎缩,引起头发变稀、变细、变软,发际线倒退。


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因此,目前脱发治疗的一大希望就是毛囊干细胞研究。毛囊的生长期开始时,毛囊干细胞增殖并形成毛囊下部结构。在毛囊的休止期和退行期,毛囊干细胞保持静止。当进入下一轮周期中的生长期,毛囊干细胞再次增殖分化。

但干细胞作为独立个体,与体内的真实状态有很多不同,这也限制了研究的进展。


DPCs来源外泌体促进毛囊干细胞增殖的最新研究

近日,发表在日本学术期刊J-STAGE的一篇题为《Effects of Exosomes Derived from Dermal Papilla Cells on Hair Follicle Stem Cells and Hair Follicle Organoids》的文章,利用“类器官”成功实现了毛囊发生和毛发生长,为脱发的机制研究和治疗提供了全新的思路。


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本研究由横滨国立大学专注再生医疗生命科学高等研究院教授福田淳二 (Junji Fukuda)主导,目的是通过利用人毛囊来源细胞的体外细胞培养模型来了解这种机制。毛囊的发育和周期受上皮细胞和间充质干细胞相互作用来调节,实验主要使用动物如啮齿动物胎儿来研究负责调节的机制。


人真皮乳头细胞(DPCs)采用二维(2D)、球形(3D)和球形微孔阵列培养,在透氧底物(3D-oxy)中培养。收集培养基中分泌的外泌体并进行纯化后,这三种类型的外泌体都能适度促进人毛囊干细胞(HFSCs)的增殖。与其他两种培养方法相比,3D-oxy培养的外泌体能最有效地上调HFSCs中CD200、CD34和K15的表达。


为了研究外泌体对体外毛囊形成的影响,Yinghui Zhou等研究人员采用小鼠胚胎上皮细胞和间充质细胞制备了毛囊类器官。三原基因和HFSC标记基因的表达分析显示,3D-氧培养的外泌体对体外维持干细胞和刺激毛囊发芽最有效。来自人类DPCs的外泌体可能在治疗脱发患者方面有巨大的潜力


方 法 

实验采用三种不同的培养方法从DPCs皮肤乳头细胞中收集外泌体:在常规培养皿中进行二维培养,在96圆孔培养板中进行三维培养,在透氧聚二甲基硅氧烷(PDMS)微孔阵列板(3D-oxy)中进行3D培养。

将纯化的外泌体加入到人毛囊干细胞(HFSCs)和一种由小鼠胚胎上皮细胞和间充质细胞组成的毛发类器官中。


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讨 论 

本实验研究了DPC衍生的外泌体对HFSC增殖的影响。无论DPC培养方法如何,外泌体的补充增加了HFSCs的增殖,如下图。


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研究人员研究了来自DPCs的外泌体对人HFSC增殖的影响。将相同数量的外泌体添加到培养基中,用该培养基将HFSC在常规培养皿中培养24小时。结论是无论用不同培养方法制备的外泌物或没有外泌体(无外泌体)与未补充外泌体相比,在所有培养方法制备的外泌体中观察到细胞增殖的轻微增加。


 结 论 

在本研究中,检测了DPC衍生的外泌体对HFSC增殖的影响。无论DPC培养方法如何,外泌体的补充都增加了HFSC的增殖。



外泌体在脱发治疗中的应用

2021年,来自韩国科学家的一项相关研究,结果显示,在9例脱发患者中,均观察到脱发患者经治疗后,头发数量增多,脱发改善的情况。


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在一例34岁的男性脱发者中,脱发时间长达7、8年,经一段时间治疗后,检查结果也提示其毛发数量相较治疗前增多。


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随着对外泌体研究的不断深入,越来越多的证据表明外泌体在治疗脱发中具有重要的作用。

外泌体中富含多种生物活性分子,如生长因子、细胞因子、核酸等,这些分子可以促进毛囊细胞增殖、分化和存活,并调节毛囊周期。


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此外,外泌体治疗具有非药物依赖性、生物相容性高、副作用小等优点,因此未来外泌体治疗很有可能成为治疗脱发的一种新型且有效的治疗方法,为解决脱发问题提供更多可能性。