研究人员成功地在培养物中产生了完全成熟的毛囊

来自日本的一组研究毛囊生长和毛发色素沉着过程的研究人员成功地在培养物中产生了毛囊。他们的体外毛囊模型增加了对毛囊发育的理解，这可能有助于开发治疗脱发疾病、动物试验和药物筛选的有用应用。

他们的研究结果发表在10月21日的《科学进展》上。

随着胚胎的发育，称为表皮层的皮肤外层和称为间充质的结缔组织之间会发生相互作用。这些相互作用有点像一个信使系统来触发毛囊形态发生。形态发生是生物体中细胞被组织成组织和器官的过程。

在过去的几十年中，科学家们使用动物模型探索了与毛囊发育相关的关键机制。由于充分了解毛囊发育的这些机制仍然具有挑战性，毛囊形态发生尚未在实验室培养皿中成功。

最近，类器官培养受到了广泛关注。类器官是器官的微小、简单版本——科学家们生产并使用它们在实验室培养皿中研究组织和器官的发育和病理学。“类器官是阐明体外毛囊形态发生机制的一种很有前途的工具，”横滨国立大学工程学院助理教授TatsutoKageyama说。

研究小组通过使用相当低浓度的细胞外基质控制两种胚胎细胞产生的结构来制造毛囊类器官。细胞外基质是体内的框架，为细胞和组织提供结构。细胞外基质将两种胚胎细胞之间的间距从哑铃形调整为核壳结构。具有典型特征的新形成的毛囊以核壳形组出现。这些核壳形基团增加了两个细胞区域之间的接触面积，以增强促进毛囊生长的机制。

研究小组开发的类器官培养系统以几乎100%的效率生成毛囊和毛干。毛囊类器官产生了具有长毛干的完全成熟的毛囊(培养23天时长约3毫米)。随着这种生长的发生，研究人员可以在体外监测毛囊形态发生和毛发色素沉着，并了解这些过程中涉及的信号通路。

研究人员检查了毛囊类器官用于药物筛选和再生医学的可行性。然后他们在培养基中添加了一种黑色素细胞的药物，这种药物在产生头发颜素沉着中起关键作用。通过添加这种药物，研究人员显着改善了头发状纤维的头发色素沉着。此外，通过移植毛囊类器官，他们通过重复的毛发周期实现了有效的毛囊再生。他们相信体外毛囊模型对于更好地了解毛囊诱导、评估毛发色素沉着和毛发生长药物以及再生毛囊具有重要价值。

研究人员的发现也可能被证明与其他器官系统相关，并有助于理解生理和病理过程是如何发展的。展望未来的研究，该团队计划用人类细胞优化他们的类器官培养系统。“我们的下一步是利用人类来源的细胞，并申请药物开发和再生医学，”横滨国立大学工程学院教授JunjiFukuda说。

他们未来的研究最终可能为开发新的脱发疾病治疗策略开辟新的研究途径，例如男性和女性常见的雄激素性脱发。

研究团队包括来自横滨国立大学、神奈川工业科学技术研究所和日本科学技术厅的TatsutoKageyama;来自横滨国立大学的AkihiroShimizu、RikiAnakama、RikumaNakajima和KoheiSuzuki;YusukeOkubo，来自国立卫生科学研究所;和来自横滨国立大学和神奈川工业科学技术学院的JunjiFukuda。

资金由日本科学技术厅提供;日本文部科学省、神奈川产业科学技术研究所、日本医疗研究开发机构、住友财团、保谷科学财团和花王黑色素研讨班。