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Nat Cell Biol:乳酸可以刺激干细胞,让毛发再生!

2017/08/18 来源:生物通
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导读
 加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员发现了一种新方法能激活毛囊内的干细胞,让头发生长。这项由Heather Christofk和William Lowry两位科学家共同领导的项目有可能使秃头和脱发人群的头发再次生长。本研究发表在近期的《Nature Cell Biology》。

本文转载自生物通网站

激素失调、应激、老化和化疗治疗往往伴随着脱发反应。毛囊干细胞是一种长期生存干细胞,它们负责人一生的毛发生产。一般情况下它们处于静止,当新一轮毛发生长周期开始后,它们就被迅速激活。毛囊干细胞的休眠受许多因素影响,在某些情况下,激活障碍是导致了脱发的主要原因。

UCLA再生医学和干细胞研究中心的这项研究发现,毛囊干细胞的代谢不同于其他皮肤细胞。

细胞新陈代谢,涉及营养物质的分解、能量的产生和对周围环境的反应。参与新陈代谢的酶用营养物质生产“代谢产物”。毛囊干细胞消耗血液中的葡萄糖,使其最终变为一种代谢产物“丙酮酸”。然后细胞将丙酮酸输送至线粒体,或将丙酮酸转化为另一种代谢产物“乳酸”。

“观察结果提示我们,减少丙酮酸进入线粒体或许可以迫使毛囊干细胞产生更多乳酸,乳酸积累或许能激活细胞让头发生长速度加快,”生化、分子和医学药理学副教授Christofk说。

研究小组先阻断了小鼠体内的乳酸生产,小鼠毛囊干细胞活化受到阻碍。相反,构建转基因小鼠,增加其乳酸生产促进了毛囊干细胞的活化,增进了毛发生长周期。了解动物模型在医疗疾病领域服务请索取反馈表

“此前,没人知道乳酸水平对毛囊干细胞竟会有如此效果,”分子、细胞和发育生物学教授Lowry说。“我们看到乳酸对小鼠毛囊产生的影响后,我们立即寻找可应用于人类皮肤的具有相同功效的潜在‘生发’药。”

研究小组筛选出了2种药物,当它们被应用于小鼠皮肤后,发现它们以不同方式影响了毛囊干细胞,促进了乳酸生产。第一种药被称作RCGD423,它能激活JAK-Stat信号转导通路。JAK-Stat的激活导致了乳酸产量增加,反过来推动了毛囊干细胞的活化以及毛发的快速生长。另一种药物被称作UK5099,它能阻断丙酮酸进入线粒体,增加乳酸产量,也能促进小鼠毛发生长。


UK5099处理后的毛囊干细胞(右图)

“透过这项研究,我们发现激活干细胞,有许多有趣的方式,”文章第一作者Lowry实验室的研究生Aimee Flores说。“世界范围内有数以万计的人正在受脱发影响,通过药物刺激毛囊干细胞活化的策略很有前途。新陈代谢对干细胞的影响研究,我们才刚刚起步。我期待未来有更多这方面的潜在应用开发。”

目前,UCLA已经提交了RCGD423促进毛发生长的临时专利申请。使用UK5099促毛发生长的独立临时专利则由UCLA科技发展集团代表UC校董事会提交,Lowry和Christofk是该项目的发明人。

文章所描述的实验药品仅用于临床前试验,并未在人体身上得到检验,也没有被美国食品和药物管理局批准用于人体。

原文标题:Lactate dehydrogenase activity drives hair follicle stem cell activation

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