據近日的《科學進展》雜志報道，來自日本的一組研究人員研究了毛囊生長和頭發(fā)色素沉著的過程，成功使培養(yǎng)物中產生了毛囊。他們的體外毛囊模型增加了對毛囊發(fā)育的理解，有助于開發(fā)在治療脫發(fā)疾病、動物試驗和藥物篩選方面的應用。
隨著胚胎的發(fā)育，皮膚的外層和結締組織之間會發(fā)生相互作用。這些相互作用類似于一個信使系統(tǒng)，觸發(fā)毛囊形態(tài)發(fā)生。
在過去幾十年里，科學家們利用動物模型探索了與毛囊發(fā)育相關的關鍵機制。然而，由于完全了解這些機制仍然具有挑戰(zhàn)性，毛囊形態(tài)發(fā)生還沒有在實驗室培養(yǎng)皿中被成功復制。
最近，類器官培養(yǎng)物受到了廣泛關注。此次，研究小組通過使用相當低濃度的細胞外基質控制兩種類型胚胎細胞產生的結構來制造毛囊器官。細胞外基質將兩種胚胎細胞之間的間距從啞鈴形調整為核殼形結構。新形成的具有典型特征的毛囊出現在核殼形培養(yǎng)基中。這些核殼形培養(yǎng)基增加了兩種類型細胞區(qū)域之間的接觸面積，以加強促進毛囊生長的機制。
研究小組開發(fā)的類器官培養(yǎng)系統(tǒng)幾乎以100%的效率生成毛囊和毛干。毛囊類器官產生了具有長毛干的完全成熟的毛囊，培養(yǎng)23天時毛干長度約為3毫米。隨著這種生長的發(fā)生，研究人員可以在體外監(jiān)測毛囊的形態(tài)發(fā)生和頭發(fā)的色素沉著，并了解參與這一過程的信號通路。
研究人員研究了毛囊類器官用于藥物篩選和再生醫(yī)學的可行性。他們在培養(yǎng)基中加入了一種刺激黑色素細胞的藥物，這種藥物在產生頭發(fā)顏色色素的過程中起著關鍵作用。隨著藥物的加入，毛發(fā)類纖維的色素沉著顯著改善了。此外，通過重復的毛發(fā)周期實現了有效的毛囊再生。
