正常的毛囊不斷經(jīng)歷生長期，退化期和休止期。毛囊乳頭細(xì)胞位于毛囊底部，是一種對毛囊進(jìn)入生長期起著重要促進(jìn)作用的間葉細(xì)胞。喪失功能的毛囊乳頭細(xì)胞不能有效地遷移和聚集，從而不能喚醒毛囊的再次生長【1】。研究表明，注射經(jīng)過三維培養(yǎng)的毛囊乳頭細(xì)胞球可以增強毛囊再生的能力【2】，預(yù)示了三維微環(huán)境可能激活了細(xì)胞的某些用于毛囊再生和修復(fù)相關(guān)的通路和蛋白的表達(dá)。

近日，北卡羅萊納州立大學(xué)／北卡大學(xué)教堂山分校聯(lián)合生物醫(yī)學(xué)工程系程柯教授團隊在Science Advances雜志發(fā)表了題為“Dermal exosomes containing miR-218-5p promote hair regeneration by regulating β-catenin signaling”的研究文章（胡詩琪博士為本文第一作者，程柯教授為通訊作者）。該文章揭示了三維培養(yǎng)的毛囊乳頭細(xì)胞來源的外泌體高表達(dá)miR-218-5p以及成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF），這些有效因子的富集可能是三維細(xì)胞球可以促進(jìn)毛囊再生的一個重要原因。文章分別對比了三維/二維培養(yǎng)的毛囊乳頭細(xì)胞，三維/二維培養(yǎng)細(xì)胞得到的外泌體以及miR-218-5p的化學(xué)類似物和抑制劑對毛發(fā)生長的效果，逐層揭示了miR-218-5p在毛發(fā)生長中的重要作用，并提出了外泌體和miRNAs影響毛囊生長的可能的作用機制。

研究人員首先對細(xì)胞球能夠促進(jìn)毛發(fā)生長的現(xiàn)象進(jìn)行了驗證。二維/三維培養(yǎng)的毛囊乳頭細(xì)胞通過角蛋白凝膠注射至小鼠單側(cè)背部皮膚，對照組則涂抹商品藥米諾地爾（Rogaine ）。三維培養(yǎng)的毛囊乳頭細(xì)胞球（3D spheres）相較于單層培養(yǎng)的毛囊乳頭細(xì)胞，能更有效地促進(jìn)了毛囊中的β-catenin和CD133的表達(dá)。這兩種蛋白的表達(dá)與毛囊干細(xì)胞的功能以及毛囊的再生息息相關(guān)。米諾地爾則沒有特異性地激活毛囊相關(guān)的干細(xì)胞，而是主要促進(jìn)血液循環(huán)和細(xì)胞增殖（Ki67標(biāo)志物的表達(dá)）。

鑒于外泌體在細(xì)胞微環(huán)境和細(xì)胞間的通信作用，研究人員收集了二維和三維培養(yǎng)的毛囊乳頭細(xì)胞來源的外泌體，對其攜帶的miRNAs和蛋白進(jìn)行了分析。結(jié)果表明毛囊乳頭細(xì)胞球來源的外泌體相較于單層培養(yǎng)的細(xì)胞的外泌體，高表達(dá)bFGF和miR-218-5p。其中，miR-218-5p可以抑制SFRP2蛋白的表達(dá)，而bFGF能夠促進(jìn)ERK1/2蛋白的表達(dá)，進(jìn)而激活Wnt/β-catenin細(xì)胞通路，促使毛發(fā)進(jìn)入生長期。

總體而言，該研究表明三維培養(yǎng)不僅激活了毛囊乳頭細(xì)胞自身的功能，而且改變了其分泌的外泌體的成分。其中，文章主要討論了miRNAs的作用。miR-218-5p可以通過抑制SFRP2蛋白質(zhì)的翻譯來調(diào)節(jié)β-catenin基因的表達(dá)。

隨著生活節(jié)奏的加快和工作壓力的累積，脫發(fā)一直是人們高度關(guān)注的話題?，F(xiàn)有的一些生發(fā)產(chǎn)品需要長期使用，伴隨的副作用不可忽視【3】，針對改善毛囊微環(huán)境進(jìn)行的藥物研究和開發(fā)仍然是一個難題。該項研究為外泌體和miRNA產(chǎn)品在生發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論支持。 (生物谷Bioon.com）

小編推薦會議  2020（第五屆）外泌體與疾病研討會

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