科学家们不仅从未放弃过对脱发的研究,而且越来越重磅!但是这次,不能只用重磅来形容了,因为希望真的来了!
就在上周,《Nature Cell Biology》刊登了这项美国加州大学洛杉矶分校研究人员的最新成果[1],他们在对毛囊干细胞代谢过程的研究中发现,毛囊干细胞中的乳酸对于新毛发的生长起着关键作用。当毛囊进入休止期后,毛囊干细胞中乳酸含量开始增加,原本处于静止状态的毛囊干细胞被激活,促使开启新一轮毛发生长周期。
更重要的是,研究人员已经确定了两种作用于皮肤细胞的药物UK-5099和RCGD423,能够提高毛囊干细胞中乳酸代谢水平,强烈促使新毛发的生长!
毛发结构
毛发的生长周期分为三个阶段,生长期、退化期和休止期。人类的头发在毛囊休止期自然脱落,正常情况下休止期之后,毛囊会重生,新的头发也会生长出来,如此周而复始,直到毛囊彻底萎缩。毛囊之所以能够维持这种周而复始的循环能力,就是因为毛囊底部毛囊干细胞的存在[2]。
在每一次的毛发生长周期中,毛囊干细胞的激活是先决条件。如果这些毛囊干细胞没有被激活,毛发自然脱落后无法长出新的毛发,也就造成了“秃”的现象。毛囊干细胞的一生中,大多时候都处于静止状态,但是当需要长出新毛发的时候,毛囊干细胞能够精准进入激活状态。一直以来,科学家们对于毛囊干细胞两种状态精准调控的机制知之甚少,也不清楚究竟什么原因阻止了毛囊干细胞的正常活化。
在这项研究中,研究人员的思路是,观察毛囊干细胞在整个毛发生长周期中的新陈代谢动态变化,以期能够找到有价值的线索。
果然,研究人员发现毛囊干细胞中比其它皮肤细胞存在更多的乳酸。与之对应的是,研究人员还观察到了毛囊干细胞LDHA基因(编码乳酸脱氢酶)表达的显著增加,以及乳酸脱氢酶活性的大幅增强。
乳酸脱氢酶是一种糖酵解酶,存在于机体所有组织细胞的胞质内,能催化丙酮酸生成乳酸。在细胞呼吸作用过程中,葡萄糖分子进入细胞后,首先在细胞质基质中被分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体后,经过我们熟悉的三羧酸循环或柠檬酸循环,也就是有氧呼吸过程,和氧气结合产生二氧化碳与水,同时释放大量能量,但是丙酮酸也可以不经过有氧呼吸,在乳酸脱氢酶的催化下产生乳酸,并释放少量能量[3]。
细胞呼吸作用代谢途径
也就是说,细胞呼吸作用过程中产生乳酸是正常现象,但是毛囊干细胞中为何要比其它皮肤细胞产生更多的乳酸?研究人员进一步观察发现,毛囊干细胞细胞中的乳酸,是在毛囊进入休止期时显著增加,然后又在新一轮毛发生长后,即毛囊干细胞回到静止状态时再次降低。
事出反常必有妖!研究人员猜想,这或许和毛囊干细胞的激活有关。加利福尼亚大学洛杉矶分校广泛再生医学和干细胞研究中心的Christofk博士表示,“我们对毛囊干细胞代谢的观察,促使我们检查利用减少丙酮酸进入线粒体的方法会迫使毛囊干细胞产生更多的乳酸,这样是否会激活毛囊干细胞并更快地长出头发。”
为了确定乳酸脱氢酶活性是否与毛囊干细胞在毛发生长周期开始时的活化有关,研究人员在小鼠模型中敲除毛囊干细胞的LDHA基因,结果发现这些基因缺陷小鼠未能进入正常的毛发生长周期,大多数毛囊都停止在了休止期,也就出现了大面积的“脱发”。通过代谢组学进一步分析确认,LDHA缺失的毛囊干细胞中,乳酸水平以及其它糖酵解代谢物的水平显著降低。