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06-17
当代年轻人的“真实秃头肖像”——我的头发在衣服上、床上、地上、梳子上，但头上没有。
秃头虽不是病，但秃头却是“要人之命”。
然而，《自然》杂志最近的一项研究为日益秃顶的男孩和女孩带来了希望。
美国哈佛医学院等机构利用人类多能干细胞培育出可以长出毛发的皮肤类器官。
该研究成果现已发表在《Nature》杂志上，标题为《完全由多能干细胞生成的人类毛发皮肤》。
雷锋网注：图片取自Nature 45年皮肤研究。
科学家们深入参与皮肤组织工程研究已有45年。
皮肤工程的研究最早始于20世纪70年代，当时研究表明，可以从人体皮肤表层分离和培养角质形成细胞。
大约十年后，新的研究表明，从烧伤的患者身上分离出的角质层可以形成细胞片，可以移植回患者体内。
到了这一年，研究取得了新进展。
一名患有交界性大疱性表皮松解症（一种在轻微摩擦或撞击后出现水泡和血泡的疾病）的男孩使用转基因细胞更换了皮肤。
为了进一步推进皮肤组织工程研究的发展，移植的皮肤必须含有更多的皮肤成分，包括毛囊、黑素细胞、汗腺、神经、肌肉、脂肪、免疫细胞、表皮细胞等。
哈佛医学院的研究人员专注于此。
研究人员利用干细胞生物学和毛囊发育领域的研究，在实验室中生成了几乎完整的皮肤类器官，模仿正在发育的皮肤组织。
而这就涉及到“多能干细胞”的参与。
当满足一定条件时，多能干细胞可以分化成多种细胞。
这些分化的细胞可以是胚胎干细胞或诱导多能干细胞，它们在类器官的形成中发挥重要作用。
那么，研究人员是如何生成皮肤类器官的呢？秃头女孩/男孩的希望在描述这项研究之前，了解一些关于人类皮肤的知识很重要。
人体皮肤由表皮和真皮组成。
表皮位于皮肤表面，可进一步分为两部分：角质层和生发层。
真皮比表皮厚，有丰富的血管和神经。
雷锋网注：研究图解（图片来源 Nature）在哈佛医学院的研究中，研究人员首先向干细胞中添加骨形态发生蛋白 4（BMP4）和转化生长因子-β（TGF-β）抑制剂，并诱导它们产生一旦形成表皮。
接下来，研究人员在交错时间添加生长因子 FGF2 和骨形态发生蛋白 (BMP) 抑制剂，以诱导颅神经嵴细胞形成真皮。
经过70多天的培养，细胞逐渐发育成球形类器官，毛囊开始出现，毛发从里面长出来。
因为它是从颅神经嵴发育而来，所以大多数头发都是被颅神经嵴中的黑色素细胞染色的。
不仅如此，一些与毛囊有关的组织，如皮脂腺、神经及其感受器、肌肉和脂肪等也逐渐开始发育和生长，形成更加完整的皮肤。
然而，免疫细胞并不在其中。
当培养时间延长至数天（接近体外培养时间上限）时，这些皮肤类器官的外观与18周胎儿面部皮肤的外观非常相似。
雷锋网注：图片来源 Nature 为了进一步推进研究，研究人员将体外培养的皮肤类器官移植到免疫低下小鼠的背部皮肤中。
研究发现，皮肤类器官能够与小鼠皮肤融合，55% 的移植物长出了 2-5 毫米的毛发。
（多么令人兴奋的结果！）此外，研究人员通过单细胞RNA测序分析发现，这类培养的皮肤细胞会随着培养条件的变化而呈现出不同的状态，基因表达会呈现出下巴、脸颊等皮肤特征作为耳朵。
换句话说，随着研究的进步，未来或许有可能根据培养条件定制不同部位的皮肤类器官。
显然，这一研究发现给皮肤修复、伤口愈合、脱发等治疗带来积极意义，但皮肤工程的研究还没有结束。
研究，待续 研究作者在出版物《Nature》中指出，在这种治疗方案成为现实之前，仍有一些问题需要解决。
例如：身体的免疫细胞会排斥移植的皮肤类器官吗？如何有效再生毛发？需要多少细胞才能形成用于移植的毛囊？对于急需皮肤移植的患者（比如患者被烧伤），如何缩短几天的培养周期？因此，这一研究方法需要不断优化才能应用于医疗。
此外，研究人员还指出，多能干细胞可能会产生一些不良副作用，例如导致肿瘤形成。
后续工作需要减少多能干细胞的使用，转而使用成体干细胞。
但需要肯定的是，哈佛医学院的这项研究意义重大。
尽管还存在挑战，但研究人员对此持乐观态度：这项工作具有巨大的临床转化潜力，我们相信这个希望。
最终将成为现实。
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