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脂肪來(lái)源干細(xì)胞外泌體治療雄激素性禿發(fā)

2024-08-20    點(diǎn)擊量:616

正文

當(dāng)脫發(fā)與禿頂遇上了干細(xì)胞技術(shù),或許醫(yī)學(xué)難題就變成了奇跡。

朋友:男性有雄性脫發(fā),女性也有嗎?
小仙:我也希望雄脫是只發(fā)生在男性的,可是,確實(shí)女性也有很多是雄脫。
朋友:那雄脫了咋辦???
小仙:改善頭皮微環(huán)境+促進(jìn)毛囊重新工作。
朋友:那除了藥物比如米諾外還有啥方法:
小仙:方法很多,只是我更感興趣生物技術(shù)用于脫發(fā),今天聊聊干細(xì)胞外泌體對(duì)雄脫的可能性吧!

在激素作用下,頭發(fā)情不自禁就脫落了

我想,雄脫不僅是男性覺(jué)得恐慌問(wèn)的問(wèn)題,也是女性都覺(jué)得非常恐怖的問(wèn)題。

健康成人總共約有10萬(wàn)根頭發(fā),其中大部分頭發(fā)處在生長(zhǎng)期。正常情況下,健康成人大約平均每天會(huì)自然脫落 50-100 根頭發(fā)都屬于正常。

小黑板大家可以關(guān)注一下每次洗頭你掉多少頭發(fā),小仙我經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)方法的控制,現(xiàn)在已經(jīng)50根內(nèi)了,哈哈!

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雄激素性禿發(fā)是啥?

雄性禿發(fā)又被稱作溢脂性脫發(fā) (androgenic alopecia,AGA),這類情況,一般是祖?zhèn)鞯牡刂泻J桨l(fā)型。顧名思義也是男士最常見(jiàn)的脫發(fā)。這主要是因?yàn)?,雄激素中的睪酮升級(jí)成二氫睪酮,就給毛囊下命令:下班!

于是毛囊就開(kāi)始萎縮,從一個(gè)毛囊中有3-4根健康頭發(fā),逐漸萎縮到1-2根,甚至只有絨毛。女性也可能因雄性激素引起 “謝頂”,但多從頭頂中心向兩邊過(guò)渡性稀疏,頭皮毛囊萎縮,整體發(fā)量減少。

目前只有非那雄胺和米諾地爾兩種藥物獲得美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)用于AGA的治療,并可在一定程度上改善脫發(fā)癥狀。然而,長(zhǎng)期使用非那雄安和米諾地爾會(huì)導(dǎo)致一定的不良反應(yīng),局部注射、物理治療等方法也未能達(dá)到理想的預(yù)期療效。AGA的病理學(xué)特點(diǎn)是毛祖細(xì)胞缺陷和缺失,而毛囊干細(xì)胞 (HFSC) 仍然存活,在合適的環(huán)境條件下重新激活HFSC或許可以逆轉(zhuǎn)脫發(fā)并促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)。因此,干細(xì)胞移植、干細(xì)胞衍生的條件培養(yǎng)基(CM)、干細(xì)胞成分提取物(CE)和干細(xì)胞衍生的外泌體等干細(xì)胞療法現(xiàn)已成為治療 AGA 的新的有潛力的研究方向。

小黑板:脫發(fā)是一種常見(jiàn)疾病,影響著全球一半以上的人口,中國(guó)受脫發(fā)問(wèn)題困擾的人群已超過(guò)2.5億,其中AGA是臨床中最常見(jiàn)的脫發(fā)類型。在我國(guó),男性AGA的患病率約為21.3%,女性約為6%(女同胞們也得高度關(guān)注啊)。

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啥是脂肪來(lái)源干細(xì)胞的外泌體

“囊泡運(yùn)輸”的研究歷史:

1974年,發(fā)現(xiàn)溶酶體,發(fā)現(xiàn)分泌蛋白的合成、運(yùn)輸和分泌途徑,可以稱“囊泡運(yùn)輸”的最早研究,獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

1983年,在綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞中,首次發(fā)現(xiàn)外泌體。

1985年,發(fā)現(xiàn)膽固醇代謝囊泡調(diào)控,發(fā)現(xiàn)“囊泡運(yùn)輸”中細(xì)胞膜受體的存在家,獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

1987年,外泌體正式被命名,從此有了自己的名字:"exosome"。

1999年,發(fā)現(xiàn)分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)需要信號(hào)肽引導(dǎo),獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

2013年,發(fā)現(xiàn)并闡釋細(xì)胞囊泡運(yùn)輸系統(tǒng)及其調(diào)控機(jī)制,獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

外囊泡三劍客:凋亡小體、微囊泡、外泌體

細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs) 是機(jī)體遠(yuǎn)距離細(xì)胞間交流的一種手段。目前主要被分為3大類:外泌體、微囊泡和凋亡小體,臨床研究中主要關(guān)注的是外泌體。外泌體就是細(xì)胞外囊泡的一種。外泌體研究已經(jīng)成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。

外泌體(exosome)是一類直徑30-150nm,具有完整膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞外囊泡,主要負(fù)責(zé)細(xì)胞間的物質(zhì)運(yùn)輸和信息傳遞。

小黑板:每種細(xì)胞都有外泌體,那脂肪來(lái)源干細(xì)胞的外泌體(ADSC-Exos)顧名思義就是脂肪干細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中用上清液分離的外泌體??!

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脂肪來(lái)源干細(xì)胞外泌體治療雄激素性禿發(fā)治療機(jī)理

目前認(rèn)為脂肪干細(xì)胞外泌體治療雄脫的機(jī)理如下:

1)調(diào)節(jié)毛囊周期
毛囊的生長(zhǎng)具有周期性,包括生長(zhǎng)期、退行期和休止期三階段。AGA 患者的毛囊處于生長(zhǎng)期的時(shí)間逐漸縮短,而休止期持續(xù)延長(zhǎng),毛囊逐漸縮小,最終導(dǎo)致脫發(fā)。此,改變毛囊周期可達(dá)到促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)的目的。近年來(lái),多項(xiàng)研究報(bào)道 ADSC-Exos 可將生長(zhǎng)因子等活性成分包裹在囊泡結(jié)構(gòu)中, 調(diào)節(jié)毛囊生長(zhǎng)周期。如 ADSC-Exos 通過(guò)下調(diào)DPC中與毛發(fā)生長(zhǎng)周期密切相關(guān)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子 miR-22 水平來(lái)調(diào)節(jié)毛發(fā)生長(zhǎng)周期。可以通過(guò)上調(diào)血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)的表達(dá)及下調(diào)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGF-β1)水平而促進(jìn)毛囊進(jìn)入生長(zhǎng)期。
2)ADSC-Exos 的抗雄激素作用

年齡、遺傳易感性和雄激素水平是影響 AGA 進(jìn)展的主要因素。局部雄激素水平升高在AGA的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。在II-5α 還原酶的作用下,睪酮轉(zhuǎn)化為具有更高活性的二氫睪酮(DHT)并與雄激素受體 (AR)結(jié)合,導(dǎo)致 AGA 的發(fā)生。有研究發(fā)現(xiàn)用 DHT預(yù)處理 DPC,然后用 ADSC-Exos 處理DPC 導(dǎo)致 TGF-β1、TGF-βR1、SMAD3 和 p-SMAD3 顯著下調(diào), 而與對(duì)照組相比,β 連環(huán)蛋白(β-catenin)和多功能蛋白聚糖(versican)的表達(dá)恢復(fù)到相對(duì)正常的水平,并發(fā)現(xiàn)攜帶 miR-122-5p 的ADSC-Exos 可以通過(guò)靶向 SMAD3 來(lái)減輕 DHT 對(duì)毛囊的抑制作用。同時(shí),DHT 誘導(dǎo)的 DPC 中抗凋亡蛋 白 BCL2 的表達(dá)降低,凋亡蛋白 Bax 增加,DPC 的細(xì)胞凋亡得以恢復(fù)。也有研究表明 DKK1 是 Wnt/β-catenin信號(hào)通路的特異性抑制劑,而ADSC-Exos可部分抵消DHT和DKK1 對(duì) Wnt/β-catenin 信號(hào)通路的抑制作用。

3)ADSC-Exos 激活 Wnt/β-catenin信號(hào)通路
參與調(diào)控毛囊生長(zhǎng)周期的途徑主要包括 Wnt/β-catenin 信號(hào)通路、TGF-β、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)等。DHT和 Wnt/β-catenin 信號(hào)通路在 AGA 的發(fā)病機(jī)制中存在協(xié)同作用。DHT下調(diào)DPC 中Wnt/β-catenin 信號(hào)通路并抑制毛囊生長(zhǎng)。當(dāng)前研究表明,DHT抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路是AGA 發(fā)病的關(guān)鍵病理過(guò)程。因此激活 Wnt/β-catenin信號(hào)通路可能將成為治療AGA的有效靶點(diǎn)。 
4)ADSC-Exos 的抗炎及抗氧化作用 
AGA患者常伴有頭皮局部的炎癥反應(yīng),毛囊周圍常有癥細(xì)胞浸潤(rùn)。研究發(fā)現(xiàn) ADSC-Exos可做為抗炎劑下調(diào) TNF-α,從而促進(jìn)頭發(fā)生長(zhǎng)。ADSC 則可通過(guò)抑制免疫細(xì)胞而減弱炎癥反應(yīng)。也有研究表明ADCS在γ-干擾素(INF-γ)和 TNF-α 等炎性細(xì)胞因子水平較高時(shí)可抑制T細(xì)胞的活化和增值,同時(shí)阻礙B細(xì)胞的成熟,削弱炎癥反應(yīng)。
5)ADSC-Exos 促進(jìn)新生血管的形成
微循環(huán)不足是AGA 病因之一,頭皮的血運(yùn)情況影響著毛囊的營(yíng)養(yǎng)狀況和脫發(fā)進(jìn)程。有研究表明ADSC-Exos 治療組經(jīng)HE染色后可顯示更多的毛囊,并且測(cè)得真皮較其他組更厚。此外ADSC還可分泌多種生長(zhǎng)因子,包括肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocyte growth factor, HGF)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin like growth factor, IGF)、血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)等,均可促進(jìn)血管生成并在頭發(fā)生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。


2020年發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《科學(xué)》雜志的子刊Science Advances上的一項(xiàng)研究再次證實(shí)了外泌體在脫發(fā)治療領(lǐng)域的前景。該項(xiàng)研究由美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的程柯教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜,在小鼠試驗(yàn)中研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),來(lái)源于毛乳頭細(xì)胞的外泌體能夠逆轉(zhuǎn)毛囊微型化,從而使得毛發(fā)再生。

小黑板:臨床前研究表明 ADSC-Exos 可通過(guò)促進(jìn)毛囊和毛乳頭細(xì)胞(DPC) 的增殖和存活、調(diào)節(jié)毛囊生長(zhǎng)周期,從而為促進(jìn)毛發(fā)再生帶來(lái)希望。

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脂肪來(lái)源干細(xì)胞外泌體治療禿發(fā)臨床研究

韓國(guó)科研工作者在Stem Cells Translational Medicine(干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué))上發(fā)表論文:脂肪干細(xì)胞來(lái)源的外泌體用于雄性脫發(fā)毛發(fā)再生的隨機(jī),雙盲,載體控制對(duì)照臨床研究,表明脂肪干細(xì)胞來(lái)源的外泌體對(duì)頭發(fā)再生及毛發(fā)增粗有效。

實(shí)驗(yàn)招募了38名參與者,年齡在18與59歲之間,將他們分為實(shí)驗(yàn)組組與對(duì)照組,在整個(gè)16周的研究期間,他們保持了一致的發(fā)型并且沒(méi)有接受任何其他頭發(fā)護(hù)理,拍攝了每位患者在基線時(shí)以及治療 8 周和16周后的頭頂 (90°) 和額發(fā)線 (45°) 的照片。

在最初登記的38名患者中,有4名退出,有34名受試者按計(jì)劃完成了試驗(yàn)。盡管進(jìn)行了隨機(jī)分組,但在基線時(shí),實(shí)驗(yàn)組的總毛發(fā)數(shù)量明顯少于對(duì)照組。 

調(diào)整基線頭發(fā)數(shù)量后,使用8周后拍攝的光毛圖顯示,與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組的頭發(fā)數(shù)量增加了19.2%,且這種頭發(fā)密度的組間差異直到最后一次訪問(wèn),實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相對(duì)于基線的總體百分比變化分別為 28.1% 和 7.1%。與CG相比,在實(shí)驗(yàn)組中觀察到16周后毛發(fā)直徑顯著改善,與基線相比的總百分比變化分別為 14.2% 和 6.3%。

6 周內(nèi)頭發(fā)數(shù)量 (A) 和直徑 (B) 相對(duì)于基線的百分比變化

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)嚴(yán)重不良癥狀的情況,與安慰劑相比,外泌體單藥治療16周顯著增加了頭發(fā)數(shù)量和厚度,其效果在應(yīng)用后8周內(nèi)可見(jiàn)。

研究結(jié)果表明,通過(guò)增加毛發(fā)密度和厚度,同時(shí)又能保持足夠的治療安全性。



2023年3月發(fā)布在《International Journal of Molecular Sciences》的研究發(fā)現(xiàn),脂肪間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞(ADSC-Exos)分泌的外泌體能促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)并誘導(dǎo)毛囊進(jìn)入生長(zhǎng)期。

小黑板:脂肪干細(xì)胞外泌體治療雄脫的臨床研究不多,不同干細(xì)胞來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體脫發(fā)的臨床研究還是有一些的,畢竟脫發(fā)不僅僅是雄脫一種,不過(guò)整體來(lái)看,對(duì)于脫發(fā)這個(gè)復(fù)雜麻煩的問(wèn)題,干細(xì)胞及其外泌體還是大有可為,拭目以待吧!


干細(xì)胞外泌體在傷口愈合、氧化應(yīng)激、毛發(fā)再生、移植物抗宿主病、特異性皮炎、牛皮癬和黑色素瘤等皮膚疾病中的作用
參考資料
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