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哈佛哈佛培养人造皮肤可长出毛发 为＂秃顶＂投治愈曙光

2004年，美国科学家第一次用老鼠皮肤中的干细胞培育出毛囊，当时美国知名脱口秀《今夜秀》的主持人Jay Leno开玩笑说，科学家“治愈了秃头……至少在老鼠身上是这样” 。16年后的今天，学术期刊《自然》的一项最新研究成果终于向“治愈”人类秃顶迈出了重要一步 。
当地时间6月3日，美国哈佛大学医学院等机构在学术期刊《自然》刊文介绍人造皮肤领域的新突破——利用人类多能干细胞培养出可以长出毛发的皮肤类器官 。
哈佛哈佛培养人造皮肤可长出毛发 为＂秃顶＂投治愈曙光
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《自然》论文
《自然》特别邀请美国宾夕法尼亚大学医学院皮肤科Leo L. Wang博士与皮肤科主任George Cotsarelis教授就这一成果撰写了新闻与观点文章 。
两人评价称，这一成果使人们离“产生无限量的毛囊更进了一步”，这些毛囊可以“移植到头发稀疏或无发人的头皮上” 。“此外，如果这一方法应用于临床，那些有伤口、疤痕和遗传性皮肤病的人将有机会获得革命性的治疗 。”
George Cotsarelis在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访人员采访时表示，他相信这篇论文是解决脱发问题和头发移植的一个重要步骤 。
“作者证明，类器官(人造皮肤)可以移植到免疫缺陷小鼠体内且生长出头发(human hair) 。这表明它们最终可以移植到人类头皮上 。”使用免疫缺陷小鼠是为了确保移植物不会被小鼠的免疫系统排斥 。
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d.免疫功能不全的裸鼠接受皮肤器官移植38天后 。两个移植部位均可见着色头发(虚线框中) 。其中一个移植部位(右侧，星号表示)有14个毛囊 。皮肤类器官培养历时178天 。
小鼠背部长出人类毛发
科学家对皮肤组织工程的研究始于1975年 。当时，一项具有里程碑意义的研究发现，角质形成细胞可以从皮肤表层分离并在体外培养 。大约10年后，从烧伤患者身上分离出的角质形成细胞开始用于皮肤移植，以挽救生命 。
为使皮肤组织工程更进一步，移植皮肤必须包含更多正常皮肤的组成部分，例如毛囊、黑色素细胞、汗腺、神经、肌肉、脂肪、免疫细胞和表皮细胞等 。
上述美国哈佛大学医学院等机构的研究便聚焦于此 。
哈佛医学院耳鼻喉科助理教授Karl Koehler、研究助理Jiyoon Lee和同事报告的类器官培养系统在仔细优化生长条件后，能够利用人类多能干细胞生成皮肤类器官 。
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体外皮肤培养过程
他们利用人类多能干细胞培养的皮肤类器官在培养4-5个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经回路 。将其移植到免疫功能不全的小鼠的背上皮肤后，55%的移植物上都长出了2-5毫米的毛发 。这表明，该类器官能够与小鼠表皮融合，形成含人类毛发的皮肤 。
论文作者发现，他们的类器官在基因表达上具有下巴、脸颊和耳朵皮肤的特征 。其他种种迹象表明，这些类器官实际上可能模拟头皮皮肤；通过改变细胞生长的培养条件，也可以定制化地生成具有不同身体部位特征的皮肤 。
70天进入生发阶段
皮肤是一种复杂的多层器官，参与体温调节、体液维持、触觉及疼痛感知等各种过程 。重建皮肤及其相关结构是生物医学界长期以来的重大挑战之一 。
Cotsarelis表示，一般来说，在体外生成组织具有相当的挑战性，因为细胞没有在正常的环境中生长 。“头发和皮肤在正确的三维环境中通过协调信号分子的过程形成 。人工实现这一点是很有挑战性的，但是作者能够在他们的类器官中模拟其中的许多过程 。”
论文详细介绍了皮肤类器官的培养过程 。Karl Koehler和同事在干细胞中添加了生长因子，使用骨形态发生蛋白4(BMP4)和转化生长因子-β(TGF-β)的抑制剂来诱导表皮形成 。接下来，他们对细胞施以生长因子FGF2和骨形态发生蛋白(BMP)的抑制剂，以诱导颅神经嵴细胞的形成，从而产生真皮 。


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