鉴于目前头发移植方法的基本局限性(即,供区头发数量有限,对脱发具有遗传抗性),以及脱发的心理后果被广泛低估,因此迫切需要更好的头发修复选择。
山中伸弥(2012年诺贝尔医学奖)发现多能干细胞后,其为几乎所有人类疾病(包括脱发)带来了再生医学方法。
图1 文章来源
现在可以对脱发患者的体细胞(如血液或皮肤细胞)进行重新编程,以生成自体诱导的多能干细胞(IPSC),这些细胞可以扩增并冷冻保存。随后,这些IPSC可分化为各种细胞类型,如毛乳头细胞、上皮细胞、黑素细胞和构成功能性毛囊的其他细胞类型,比如通过间充质途径产生DP细胞,即诱导DP-替代细胞。最重要的是,当与原代人角质形成细胞和人成纤维细胞共同移植时,IDPSC有助于在体内形成毛发样结构。这些原理性实验证实了人类DP细胞通过间充质途径从iPS细胞中衍生的可行性,重现了DP细胞在人体500万毛囊中的发育途径。
图2IDPSC在体内表现出功能性毛乳头(DP)特性
除此外,还可以从神经嵴细胞产生DP细胞。将人iPSC衍生的人类胚胎干细胞(ES)诱导分化为神经嵴细胞(NC),随后序列分析显示NC表达EGFP。有研究报道,DP细胞与最常见的真皮细胞如成纤维细胞具有相似性,并且也表达间充质干细胞(MSC)标记物。
据此,研究者考虑制造DP-NC的中间体,并且将人胚胎干细胞DP细胞裸体移植到裸鼠体内,已成功生成具有毛发生长的异种移植物,并观察到毛囊的诱导,毛囊偶尔会覆盖皮肤。
图3人ES细胞衍生DP细胞的生成能力。
由于IPSC为毛囊的从头形成提供了几乎无限的毛囊生成细胞来源,而目前的手术毛发修复程序仅将现有毛囊从头皮的一部分重新分配到另一部分,因此这种方法与目前的手术毛发修复程序相比具有主要优势。
基于iPSC的毛发再生方法仍然需要克服许多挑战,这些挑战与基于多能干细胞的其他再生医学协议相同。其中一个关键问题是开发健壮的、可重复的分化原生质体,且该原生质体在适当的成熟阶段产生同质群体。
目前,通过神经嵴中间产物生成DP细胞似乎是未来几年进入临床试验的最低障碍。基于iPSC的方法主要用于自体移植。虽然它确保了完美的免疫匹配,但自动治疗方法成本极高,限制了其治疗受众。但许多研究一直在不断改进患者特异性iPSC细胞的生成和特征化,最终形成了稳定的GMP制造流程,通过使用自动化和机器人技术,该流程具有成本效益。结合机器人技术和移植过程的自动化,这种新的再生医学方法将使头发修复成为每一个能够从中受益的人都能负担得起的常规治疗手段。
预计在不久的将来,有几种策略将支持基于同种异体iPSC的方法。同种异体方法将不可避免地降低基于iPSC的植发成本,最终达到所有能够从治疗中受益的人都能负担得起的水平。
原始来源:
Pinto Antonella,Terskikh Alexey V,The Rise of Induced Pluripotent Stem Cell Approach to Hair Restoration.[J] .Plast Reconstr Surg, 2021, 148: 39S-46S.
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