毛囊干细胞与毛发再生

长毛的哺乳动物也许能教给我们关于如何控制干细胞复制的重要知识：它们的皮肤含有数以千计的毛囊，这些毛囊经历着从生长到休息的周期，而且每个毛囊干细胞在程序上就以某种方式决定了它们都能协调细胞分裂。现在，骨形态发生蛋白（BMP）和它们的抑制因子已被识别出在控制毛囊活动周期中起中心作用。对那些剔毛后毛发再生的小鼠来说，BMP2和BMP4都会调控各个毛囊中毛发的生长，并与附近的毛囊进行协调。这对信号分子还符合对“chalone”的描述，后者是50年前就有人假设的分子，用以解释毛发生长的模式。这项工作对于癌症形成和干细胞工程研究有参考意义，因为很多这类研究都假设小鼠皮肤在长时间实验中都是均匀一致的。



来自南加州大学Keck医学院（Keck  School  of  

                        Medicine，生物通注），英国牛津再生系统生物学中心等处的研究人员发现了毛发再生过程中调控干细胞活

                        性的新机制，这对于干细胞研究，以及对于理解再生过程中干细胞活性是如何受到调控的意义重大，而且也打开了毛发再生调控，以及最终的器官再生调控的一个新尺度。这一研究成果公布在昨天出版（1月17日）的《Nature》杂志上。

                        领导这一研究的是Keck医学院首席科学家，病理学教授钟正明博士，其早年毕业于中国台湾大学医学院，赴美后读取纽约洛克菲勒大学博士，任教南加大15年，其研究项目一直得到美国保健协会(NIH)和国家科学基金会的支持。他曾经从师于诺贝尔奖获得者G.M.Edelman，迄今为止在Nature、Science等杂志上发表了很多篇学术论文。

        钟教授表示，“从理论上而言，这一研究成果对于干细胞研究，以及对于理解再生过程中干细胞活性是如何受到调控的意义重大”，“这项研究代表着毛发再生调控，以及最终的器官再生调控的一个新尺度。”

        毛发是一种研究器官再生的重要模式，因为这种组织是少数几个能规律性再生的器官之一。近期在这一领域的研究结果表明毛发循环是研究器官再生的主流模式之一，但是这些工作大部分只集中在一个单毛囊（hair  follicle，生物通注）上的循环再生。

        钟教授认为，“我们都知道有成千上万的毛囊，在我们的这项研究中，则主要分析作为一个器官群体的循环再生行为。”

        研究小组发现毛发，即使是正常小鼠中的毛发，并不是以个体为单位，而是波浪式再生的，这说明毛发干细胞不仅受到一个毛囊中微环境的调控——之前的研究认为，也被邻近的毛囊，其它的皮肤区间，以及系统激素，有等级的进行调控。

        在分子水平上，这些发现表明皮肤宏观环境（macro-environment，生物通注）下，Bmp（骨形态发生蛋白，BMP能诱导未分化间充质细胞不可逆地分化形成骨和软骨，在骨折愈合和骨修复过程中发挥着重要作用，生物通注）的周期性表达在同等毛发干细胞活性机制中占据关键地位。当许多毛发再生的时候，毛发必须在它们其间交换活性信号，在宏观环境的不同时间位点，这些干细胞活性受到抑制或者促进。

        “我们的研究表明干细胞形成新的组织或者器官——比如新毛发的形成——如果是处在一个促进的宏观环境里，就会更加健康”，文章第一作者，一位博士后研究员Maksim  Plikus表示，“我希望我们的研究能吸引更多对于毛囊作为哺乳动物生理性再生的一种模式的关注，以及增加以干细胞治疗为目的的成人干细胞的来源。”

        钟教授补充道，“这项工作对于利用小鼠皮肤作为肿瘤生长以及药物递送的一种模式也具有重要意义”，“许多这方面的研究都认为小鼠皮肤是一种稳定，及具有参照性的实验模式，但是结果中也会出现突变，对于这一活体小鼠皮肤的动力学理解将有助于研究人员的实验设计。”