日本橫濱國立大學的景山達鬥助教和福田淳二教授(二人還任職於神奈川縣立產業技術綜合研究所)等人組成的研究團隊開發出了在體外製作能高效成長毛髮組織的技術。研究團隊以小鼠細胞爲原料製作成長毛髮的組織並進行培養,長出了長度5mm左右的毛髮。將該毛髮移植到老鼠的皮膚上後毛髮繼續操作成長,並再現了毛髮更換的生長週期。研究團隊的目標是將該技術應用於人類毛髮再生醫療和開發冶癒藥物。
培養小鼠細胞,製作了毛囊類組織
在本研究中,研究團隊在試管内人工製作了與毛囊相似的立體組織,成功成長出了毛髮。毛囊是包裹着毛孔深處毛根的皮膚組織,是產生毛髮的細胞。研究團隊從小鼠胎兒身上採集了皮膚表面的上皮細胞和皮膚下的真皮間質細胞,與低濃度的蛋白質等混合後在試管中進行了培養。
第2天便形成了間質細胞包裹上皮細胞的構造,第6~10天長出毛髮。這種方法製作的毛囊類器官(微型毛囊)中擁有正常毛囊的構造,有能夠產生毛髮和色料基礎的幹細胞,以及充滿色料的微粒子「黑色素」等。還能再現毛髮表面的鱗片狀構造「角質層」以及内側的構造等細節部分。
製作出來的毛囊類器官幾乎100%都長出了毛髮。將長出的毛髮連同毛囊一起移植到小鼠的皮膚上後,能繼續操作成長,並重復了毛髮脫落和毛髮成長的循環。
毛囊類器官的外側相當於毛髮根部的毛囊,毛髮向中心方向成長,形狀就像是通常皮膚上的毛囊上下顛倒的狀況。
將毛囊類器官移植到小鼠皮膚上,成長出了毛髮。
在製作毛囊類器官時將人類色料細胞一同培養的話,毛髮顏色就可以變成黑色、棕色或白色。研究人員認爲,毛髮成長時黑色素體從色料細胞到毛髮細胞的轉移如果不成功,就會導致毛髮變白。福田教授等人已經開始利用此次開發的培養方法,與樂敦製藥就白髮的產生機制和預防開展聯合研究。
關於毛髮的再生醫療,目前主要有三種方法。第一種是將間充質細胞注入皮膚以激活毛囊的方法,第二種是移植形成毛囊的基礎組織「毛囊原基」。
第三種方法就是移植在體外製作的毛囊。福田教授解釋說:「毛囊原基就像毛髮的‘種’,毛囊就像毛髮的‘苗’。」逐個移植毛囊,還能調整毛髮的隔膜和方向。
福田教授的團隊爲了利用開發的技術用於毛髮再生醫療,已經成立了一家初創公司。目標是在三年内起動毛囊活化的臨牀試驗,挑戰人類毛囊類器官的製作。
日文:越川智瑛、《日經產業新聞》、2022/10/31
中文:JST客觀日本編輯部