Nature： 科學(xué)家揭示激活干細(xì)胞使頭發(fā)生長(zhǎng)的新途徑

近日，美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校Heather Christofk和William Lowry團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種激活毛囊中干細(xì)胞以使頭發(fā)生長(zhǎng)的新方法。基于這種方法，科學(xué)家可以開(kāi)發(fā)新的藥物來(lái)促進(jìn)禿發(fā)或脫發(fā)患者的頭發(fā)生長(zhǎng)，治療內(nèi)分泌失衡，壓力，衰老或化療相關(guān)的脫發(fā)癥。
該研究對(duì)應(yīng)文章則發(fā)表于新上線的自然細(xì)胞生物學(xué)雜志（Nature Cell Biology）。
毛囊干細(xì)胞是毛囊中的長(zhǎng)壽細(xì)胞，存在于人類頭皮中的腦囊干細(xì)胞并在一個(gè)人的一生中不斷分裂分化以產(chǎn)生頭發(fā)。通常情況下，這些毛囊干細(xì)胞是“靜止的”，并沒(méi)有分裂與分化活性，但在新的頭發(fā)生長(zhǎng)發(fā)生期，這些毛囊干細(xì)胞就會(huì)很快被激活。毛囊干細(xì)胞的“靜止?fàn)顟B(tài)”受許多因素調(diào)節(jié)，在某些情況下，毛囊干細(xì)胞的激活異常會(huì)成為導(dǎo)致脫發(fā)的主要原因。
在這項(xiàng)研究中，加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究中心科學(xué)家發(fā)現(xiàn)毛囊干細(xì)胞的一般代謝與皮膚其他區(qū)域的干細(xì)胞大相徑庭。毛囊干細(xì)胞從以丙酮酸作為葡萄糖的代謝產(chǎn)物并接著將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸。
“毛囊干細(xì)胞的特殊葡萄糖代謝方式促使我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)抑制了細(xì)胞中乳酸的產(chǎn)生，在這種情況下，我們便能夠進(jìn)一步地研究這些乳酸對(duì)于頭發(fā)生長(zhǎng)的影響?！蔽恼碌淖髡弑硎尽?
研究人員首先在小鼠毛囊干細(xì)胞中設(shè)計(jì)了與丙酮酸線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)途徑的抑制實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示乳酸的含量上升可以促進(jìn)毛囊干細(xì)胞的活化。
“在此之前，沒(méi)有人知道乳酸的增加或減少會(huì)對(duì)毛囊干細(xì)胞產(chǎn)生影響，在我們清楚地闡明了細(xì)胞中乳酸產(chǎn)生對(duì)頭發(fā)生長(zhǎng)的影響之后，我們就可以尋找并開(kāi)發(fā)用于治療脫發(fā)的新藥?！蔽恼碌淖髡弑硎尽?
目前，研究人員已經(jīng)確定了兩種藥物，這兩種藥物可以以不同的方式影響毛囊干細(xì)胞的代謝途徑以促進(jìn)乳酸生產(chǎn)。種被稱為RCGD423的藥物可以激活毛囊干細(xì)胞中的JAK-Stat細(xì)胞信號(hào)通路，將信息從細(xì)胞外部傳遞到細(xì)胞核以促進(jìn)乳酸代謝相關(guān)酶的表達(dá)。研究表明，JAK-Stat通路的激活可以導(dǎo)致細(xì)胞中乳酸產(chǎn)量的增加，從而導(dǎo)致毛囊干細(xì)胞的活化和毛發(fā)的生長(zhǎng)。另一種被稱為UK5099的藥物則可以阻斷丙酮酸進(jìn)入線粒體，迫使毛囊干細(xì)胞中乳酸的大量產(chǎn)生并加速了小鼠的毛發(fā)生長(zhǎng)。
目前，上述實(shí)驗(yàn)藥物仍處于臨床前試驗(yàn)中，并未通過(guò)完整的臨床試驗(yàn)與FDA的認(rèn)證。
參考資料：

Aimee Flores et al, Lactate dehydrogenase activity drives hair follicle stem cell activation, Nature Cell Biology (2017). DOI: 10.1038/ncb3575