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經(jīng)過長時間培養(yǎng)后，由毛囊體產(chǎn)生的具有代表性的長發(fā)毛囊。圖片來源：日本橫濱國立大學(xué)
科技日報實習(xí)記者?張佳欣
據(jù)21日的《科學(xué)進(jìn)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(chǎn)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(yīng)用。
隨著胚胎的發(fā)育，皮膚的外層和結(jié)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(xué)家們利用動物模型探索了與毛囊發(fā)育相關(guān)的關(guān)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(fù)制。
最近，類器官培養(yǎng)物受到了廣泛關(guān)注。此次，研究小組通過使用相當(dāng)?shù)蜐舛鹊募?xì)胞外基質(zhì)控制兩種類型胚胎細(xì)胞產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)來制造毛囊器官。細(xì)胞外基質(zhì)將兩種胚胎細(xì)胞之間的間距從啞鈴形調(diào)整為核殼形結(jié)構(gòu)。新形成的具有典型特征的毛囊出現(xiàn)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(xì)胞區(qū)域之間的接觸面積，以加強促進(jìn)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(chǎn)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(xué)的可行性。他們在培養(yǎng)基中加入了一種刺激黑色素細(xì)胞的藥物，這種藥物在產(chǎn)生頭發(fā)顏色色素的過程中起著關(guān)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(fù)的毛發(fā)周期實現(xiàn)了有效的毛囊再生。
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