本文根据理化学研究所成果发布编译而成
日本理化学研究所等的研究团队宣布新开发出一种方法，利用该方法可以在维持细胞功能的同时，在体外大量增加促进“毛囊”（生长毛发的器官）反复再生的细胞。据介绍，已通过小鼠实验确认效果和安全性，临床研究的准备工作也已就绪，目前正在寻找共同进行研究的企业。如果能用于脱发治疗，将在全球首次实现由多种细胞构成的整个器官的再生医疗。
图1：通过培养的小鼠毛囊上皮干细胞实现的周期性毛干（露在皮肤外的部分，箭头）再生
动物的大部分器官都是在胎儿发育过程中形成的，出生后不会再重新生长。唯有毛发根部的毛囊会周期性地反复退化和再生，毛发由此进行“更新换代”。毛囊中有多种未分化的细胞“干细胞”，构成了毛囊的基础，但此前一直不清楚其再生的机制。
图2：毛囊的再生与退化
毛囊分为不变部分和可变部分，前者包含皮脂腺和毛囊上皮干细胞所在的隆起区域，后者包含生成毛发的工厂——毛球部。可变部分在一生中会反复退化和再生。Blimp1阳性细胞（紫色）负责维持皮脂腺，Lgr5阳性细胞（绿色）负责可变部分的再生。隆起区域的CD34和CK15双阳性细胞（红色）会产生Blimp1阳性细胞和Lgr5阳性细胞。隆起区域与毛乳头细胞（蓝色）通过相互作用促进毛囊器官再生。
研究团队首先从小鼠身上采集毛囊干细胞群，并通过改变提供的营养等试着进行了约220种不同的培养。由此发现，在特定条件下，细胞6天即可增至原来的190倍左右。研究团队调查在该条件下培养的干细胞群的功能确认，有81％能使毛发进行3次以上的更新换代。另外还发现，从该干细胞群中去掉1种后，能使毛发更新3次以上的毛囊数量急剧减少。研究团队通过一系列的实验确定了毛囊干细胞群的培养条件和再生所需的干细胞。据介绍，该培养条件对来自于人类的细胞也有效。
图3：基于器官原基法的培养细胞功能解析
a）使用培养的毛囊上皮细胞及毛乳头细胞的器官原基法模式图。通过在胶原蛋白凝胶中高密度地立体区分排列2种细胞，可以再现作为器官基础的器官原基。
b）将再生毛囊原基移植到裸鼠皮肤中第19天时的体视显微镜图像、毛发生长率以及具有3次以上毛发周期的再生毛囊的比例。通过NFFSE培养细胞再生的毛囊大多（81.0％）都具有3次以上的毛发周期。
研究团队发现，这些干细胞存在于小鼠体毛和人类头发的毛囊中的特定部分。另外还发现，这部分含有名为“肌腱蛋白”的糖蛋白，对维持这些干细胞起到了作用。
论文信息
题目：Expansion and characterization of epithelial stem cells with potential for cyclical hair regeneration
期刊：Scientific Reports
URL：10.1038/s41598-020-80624-3
日语发布资料
编译：JST客观日本编辑部
