Nature： 科学家揭示激活干细胞使头发生长的新途径

近日，美国加州大学洛杉矶分校Heather Christofk和William Lowry团队发现了一种激活毛囊中干细胞以使头发生长的新方法。基于这种方法，科学家可以开发新的药物来促进秃发或脱发患者的头发生长，治疗内分泌失衡，压力，衰老或化疗相关的脱发症。
该研究对应文章则发表于新上线的自然细胞生物学杂志（Nature Cell Biology）。
毛囊干细胞是毛囊中的长寿细胞，存在于人类头皮中的脑囊干细胞并在一个人的一生中不断分裂分化以产生头发。通常情况下，这些毛囊干细胞是“静止的”，并没有分裂与分化活性，但在新的头发生长发生期，这些毛囊干细胞就会很快被激活。毛囊干细胞的“静止状态”受许多因素调节，在某些情况下，毛囊干细胞的激活异常会成为导致脱发的主要原因。
在这项研究中，加利福尼亚大学洛杉矶分校再生医学和干细胞研究中心科学家发现毛囊干细胞的一般代谢与皮肤其他区域的干细胞大相径庭。毛囊干细胞从以丙酮酸作为葡萄糖的代谢产物并接着将丙酮酸转化为乳酸。
“毛囊干细胞的特殊葡萄糖代谢方式促使我们设计实现抑制了细胞中乳酸的产生，在这种情况下，我们便能够进一步地研究这些乳酸对于头发生长的影响。”文章的作者表示。
研究人员首先在小鼠毛囊干细胞中设计了与丙酮酸线粒体转运途径的抑制实验，实验结果显示乳酸的含量上升可以促进毛囊干细胞的活化。
“在此之前，没有人知道乳酸的增加或减少会对毛囊干细胞产生影响，在我们清楚地阐明了细胞中乳酸产生对头发生长的影响之后，我们就可以寻找并开发用于治疗脱发的新药。”文章的作者表示。
目前，研究人员已经确定了两种药物，这两种药物可以以不同的方式影响毛囊干细胞的代谢途径以促进乳酸生产。种被称为RCGD423的药物可以激活毛囊干细胞中的JAK-Stat细胞信号通路，将信息从细胞外部传递到细胞核以促进乳酸代谢相关酶的表达。研究表明，JAK-Stat通路的激活可以导致细胞中乳酸产量的增加，从而导致毛囊干细胞的活化和毛发的生长。另一种被称为UK5099的药物则可以阻断丙酮酸进入线粒体，迫使毛囊干细胞中乳酸的大量产生并加速了小鼠的毛发生长。
目前，上述实验药物仍处于临床前试验中，并未通过完整的临床试验与FDA的认证。
参考资料：

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