LDHA基因敲除的小鼠（右）与对照组相比（左），无法开启正常的毛发生长周期（每种基因型有超过33只小鼠，并确保毛囊周期一致）
那么，增加毛囊干细胞中乳酸的产生，是否能够激活毛囊干细胞活化，开启新一轮毛发生长周期呢？
研究人员通过敲除Mpc1基因（Mpc1是丙酮酸进入线粒体所需的转运蛋白，其功能丧失会增加丙酮酸转化成乳酸）创建Mpc1功能缺失的小鼠模型，来增加毛囊干细胞的乳酸产生。结果显示，与同窝同期对照小鼠相比，Mpc1功能缺失的小鼠腹侧和背部毛发在脱落之后（毛囊休止期），强烈加速开启新一轮毛发生长。
Mpc1基因敲除小鼠（右）与对照组相比（左），显示更迅速的毛发生长
也就是说，细胞代谢过程中乳酸产生的多少对调控毛囊干细胞增殖分化十分重要。如果人为增加毛囊干细胞代谢过程中乳酸的产生，则能够使处于休止期的毛囊干细胞活化，促进毛囊进入新生，弥补之前脱落的毛发。另外，研究人员也发现，乳酸增加不会对于毛囊中的其它细胞产生影响。
这一发现是突破性的。文章通讯作者，分子细胞和发育生物学教授Lowry表示，“在此之前，没有人知道增加或减少乳酸会对毛囊干细胞产生什么影响。我们看到改变细胞中乳酸的生产影响了小鼠毛发的生长，这就促使我们去寻找具有相同的效果，并且可以作用于皮肤的潜在药物。”
研究人员首先选中了UK-5099，这是一种成熟的线粒体丙酮酸载体药理学抑制剂，其原理类似于Mpc1基因敲除，可以阻断丙酮酸进入线粒体，从而促进乳酸的产生[4]。在6对小鼠毛囊休止期进行UK-5099药物局部治疗，结果显示小鼠毛发生长周期强烈加速！代谢组学分析表明，UK-5099的局部治疗，显著增加了细胞代谢过程中乳酸的总水平。
使用药物UK-5099局部治疗的小鼠皮肤显示出毛发生长（右），未处理的小鼠皮肤没有毛发生长（左）。图片来源于加州大学洛杉矶分校官网
除了UK-5099，研究人员还找到了另一种可以增加细胞内乳酸代谢水平的药物RCGD423。RCGD423通过激活JAK-STAT细胞信号通路，促进Myc基因表达，Myc则可以调控乳酸脱氢酶基因LDHA的转录，增加乳酸脱氢酶的表达，进而增加细胞代谢过程中乳酸的水平[5]。
利用RCGD423进行局部治疗的结果正如预期的那样，在进入休止期毛发脱落的区域局部用药后，迅速长出了新的毛发，另外研究人员观察到毛囊间表皮的轻微增生。
研究论文的第一作者，Lowry实验室的Aimee Flores说，“这项研究，让我们对激活干细胞的新方法有了更多有趣的见解。通过对毛囊干细胞局部用药来刺激毛发生长的想法，是非常有希望的，而且这牵扯到数以百万计被脱发困扰的人。我们目前只是初步了解到新陈代谢在毛发生长和干细胞中的关键作用，我们也期待着这些新发现在脱发治疗以及更多领域的潜在应用。”