中国药科大学:间充质干细胞恢复毛囊、促进雄脱毛发生长

文摘   2024-11-21 07:20   江苏  

雄激素性脱发(AGA)是一种常见的进行性脱发,会对患者的自尊心和生活质量产生不利影响。在中国,雄激素性脱发的患病率为男性21.3%,女性6.0%。白人男性中80%和女性中40%患有雄激素性脱发。

美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于治疗雄激素性脱发的主要药物是非那雄胺和米诺地尔,但这两种药物都需要长期使用,并且与不同程度的不良反应有关,例如接触性皮炎、性欲低下和雄激素缺乏导致的射精障碍。

间充质干细胞是具有自我更新能力的多能细胞,是临床上广泛应用的干细胞类型。人脐带间充质干细胞 (hUCMSC) 源自新生儿脐带,是间充质干细胞的理想来源。研究发现,当使用人脐带间充质干细胞促进伤口愈合时,在愈合的伤口周围观察到成熟的毛囊,这表明人脐带间充质干细胞具有促进毛发生长的潜力。

2024年11月19日,中国药科大学和南京艾洛特的研究人员发表在《 Stem Cell Research & Therapy》上的一项研究“间充质干细胞恢复毛囊 β-catenin 信号传导促进雄激素性脱发小鼠的毛发生长探索了人脐带间充质干细胞对雄激素性脱发的潜在治疗作用,并评估了它们对毛乳头细胞的调节以及对毛囊干细胞影响

研究背景:

毛囊(HF)是皮肤内的微观器官结构,经历生长期、退化期和休止期3个生理周期。多种内在和外在因素可扰乱毛囊的正常周期,导致毛发变薄或脱落。然而,超过 90% 的患者脱发是由毛囊雄激素敏感性升高引起的,故称为雄激素性脱发。局部雄激素敏感性升高会扰乱毛囊的正常周期性变化,导致退化期延长或无法从休止期过渡到生长期,导致患者顶叶和颞叶区域毛发变薄或完全脱落。

研究表明,毛乳头细胞 (DPC) 是毛发生长的核心,通过旁分泌作用调节毛囊干细胞 (HFSC) 的增殖和分化过程,从而影响毛发的周期性生长。毛乳头细胞可通过分泌成纤维细胞生长因子 (b-FGF)、血小板衍生生长因子 (PDGF)、血管内皮生长因子 (VEGF)、表皮生长因子 (EGF)、转化生长因子-β (TGF-β) 和胰岛素样生长因子-1 (IGF-1) 来促进毛囊干细胞增殖分化和毛发生长。然而,二氢睾酮 (DHT) 水平升高会改变毛乳头细胞的分泌模式,从而破坏毛囊生长所需的微环境。因此,恢复或改善毛乳头细胞的功能以改善毛囊生长微环境和信号传导是治疗雄激素性脱发的有效策略。基于这一治疗策略,已设计出各种治疗方法,包括米诺地尔和螺内酯联合治疗,以及使用富血小板血浆 (PRP)、基质血管成分 (SVF) 和条件培养基、干细胞疗法等创新方法,以及使用间充质干细胞 (MSC),因为它们具有强大的旁分泌特性和出色的免疫调节作用。

研究方法:

在实验条件下适应性饲养一周后,将小鼠随机分为 3 组:对照组、二氢睾酮组和间充质干细胞组,每组10只小鼠,共30只小鼠。使用脱毛膏去除小鼠背部皮肤表面的毛发,脱毛后第1天,除对照组外,其余 2 组小鼠皮下注射0.5mg/d 二氢睾酮

二氢睾酮诱发的雄激素性脱发小鼠模型及治疗方案示意图

首次注射二氢睾酮 1 周后,人脐带间充质干细胞治疗组小鼠皮内多点注射 1*10E6 个间充质干细胞,二氢睾酮组小鼠皮内注射等量生理盐水。

小鼠皮内多点注射间充质干细胞

治疗后每日观察小鼠毛发生长变化,并于人脐带间充质干细胞治疗后第0、10、14、21天用相机拍摄背部毛发覆盖范围,同时观察皮肤黑色素沉积情况,按照小鼠肤色评分标准进行评分。

在间充质干细胞治疗后的第 21 天,所有小鼠均使用二氧化碳吸入装置安乐死。收集皮肤组织,以评估毛囊密度、毛发直径和毛囊周期。

研究结果:

在治疗的第 0、10、14 和 21 天记录小鼠的毛发生长情况,并评估皮肤中的黑色素沉积作为毛发生长周期的标志。

人脐带间充质干细胞促进雄激素性脱发小鼠毛发生长

在治疗的第 10 天,观察到对照组和间充质干细胞组的小鼠都处于生长期。第21天,对照间充质干细胞小鼠背部毛发已全部长出,而二氢睾酮组小鼠仅长出少量茸毛

人脐带间充质干细胞治疗后第 0、10、14 和 21 天毛发生长恢复率

背部皮肤纵、横切片H&E染色显示,二氢睾酮组小鼠背部毛囊稀疏、萎缩,皮肤变薄。

人脐带间充质干细胞治疗后皮肤厚度、毛囊数量、毛囊周期改善

但人脐带间充质干细胞治疗后,生长期毛囊比例明显增加,退行期和休止期毛囊比例明显减少。因此,人脐带间充质干细胞明显促进二氢睾酮诱导的雄激素性脱发小鼠毛发生长。

细胞增殖和凋亡对头发生长至关重要。研究显示,人脐带间充质干细胞治疗雄激素性脱发小鼠可抑制毛乳头细胞凋亡,促进毛囊干细胞增殖

进一步研究表明,人脐带间充质干细胞激活 Wnt/β-catenin 信号通路,抑制二氢睾酮诱导的毛乳头细胞细胞凋亡,并促进毛乳头细胞分泌生长因子,从而促进毛囊干细胞的增殖。

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研究结论:

本研究结果探索了人脐带间充质干细胞治疗雄激素性脱发的机制。源自人脐带间充质干细胞的 Wnt 配体打破了二氢睾酮对毛乳头细胞生长的限制,减少了二氢睾酮诱导的毛乳头细胞凋亡,改善了毛囊干细胞微环境,从而通过影响毛乳头细胞的旁分泌成分促进了毛囊干细胞增殖、分化和毛囊生长。

结果表明,间充质干细胞是一种非常有前景的雄激素性脱发治疗方法,而 人脐带间充质干细胞分泌的旁分泌 Wnt 蛋白在促进毛发生长中起着至关重要的作用。

参考文献:Yan, W., Liu, J., Xie, X. et al. Restoration of follicular β-catenin signaling by mesenchymal stem cells promotes hair growth in mice with androgenetic alopecia. Stem Cell Res Ther 15, 439 (2024).

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