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肥胖真的引起脫發(fā)!科學家找到引起脫發(fā)的關(guān)鍵干細胞機制

 呂楊鵬 2021-06-24
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作為生長毛發(fā)的微型上皮器官,毛囊隨著衰老而變小,毛囊干細胞(HFSCs)耗竭而引起脫發(fā)。每一個毛囊內(nèi)幾乎均存在一群毛囊干細胞,這些干細胞會分化形成毛發(fā)。

理論上只要存在毛囊干細胞就不會禿頭,但是最近研究發(fā)現(xiàn)脫發(fā)人群的脫發(fā)區(qū)仍然存在毛囊干細胞,但這些干細胞并不能工作,處于休眠狀態(tài)。

盡管肥胖被認為是雄激素性脫發(fā)的危險因素,但對于其具體機制未知。

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2021年6月23日東京醫(yī)科齒科大學Emi K. Nishimura研究團隊在Nature雜志上發(fā)表文章揭示了肥胖引起脫發(fā)的干細胞機制。

該研究團隊在2019年發(fā)現(xiàn)損傷狀態(tài)下皮膚中的COL17A1表達減少,引起皮膚的衰老。COL17A1敲除小鼠皮膚更容易衰老,傷口愈合能力下降。他們進一步發(fā)現(xiàn)Y27632和羅布麻寧兩種化合物能夠在體內(nèi)促進COL17A1的表達,減緩皮膚衰老。

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肥胖引起小鼠毛發(fā)脫落

研究人員發(fā)現(xiàn)在20月齡正常飲食的老年小鼠并不存在脫發(fā)現(xiàn)象,但是連續(xù)1周的高脂飲食引起的肥胖老年小鼠則明顯出現(xiàn)脫發(fā)。此外,2月齡的成年小鼠在經(jīng)過近10周的高脂飲食后其小鼠也出現(xiàn)明顯的毛發(fā)減少

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衰老和高脂飲食引起毛囊數(shù)量減少

他們還發(fā)現(xiàn)衰老小鼠確實存在明顯的毛囊數(shù)量減少,而高脂飲食引起的肥胖也能夠引起這種毛囊減少。免疫熒光實驗發(fā)現(xiàn)高脂飲食后隆突區(qū)和基底細胞處的毛囊干細胞數(shù)量減少。

毛囊干細胞譜系發(fā)現(xiàn)正常飲食的小鼠的毛囊干細胞定位于毛囊外根鞘的隆突區(qū),其中部分分化成毛干。但是在經(jīng)過3個月高脂飲食后隆突區(qū)的毛囊干細胞數(shù)量明顯減少,其分化形成的子代細胞遷移到靠近皮膚的地方。這就表明高脂飲食引起的代謝應(yīng)激能夠引起毛囊干細胞向毛囊的上部分分化。

為了進一步找到高脂飲食對毛囊干細胞命運調(diào)控的作用機制,他們通過單細胞測序發(fā)現(xiàn)調(diào)控毛囊干細胞自我更新和衰老的分子Col17a1在衰老小鼠中表達降低,但在肥胖小鼠中并未發(fā)生變化。這就表明老年后脫發(fā)和肥胖引起脫發(fā)的機制可能不一樣。

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MAPK 和 SHH信號(sonic hedgehog通路,調(diào)控細胞增殖和細胞分化)通路在肥胖小鼠的毛囊干細胞中下調(diào),而SHH信號在毛囊生長期也被抑制了。

通過工具小鼠特異性抑制毛囊干細胞中的SHH信號后,這種小鼠出現(xiàn)明顯的毛發(fā)減少,毛囊干細胞命運分化障礙,類似于肥胖小鼠對毛發(fā)的影響。

分子生物學實驗發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠毛囊干細胞的白介素 1β(IL1β)、氧化損傷標志物的表達均增加。此外,長期高脂飲食后小鼠毛囊干細胞中的脂滴異常富集。

IL-1β、IL-6、脂質(zhì)混合物或 過氧化氫均能抑制毛囊干細胞中的SHH信號。表明這些炎癥信號因子和氧化應(yīng)激抑制毛囊干細胞 中的 SHH 信號。

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特異性激活SHH阻止肥胖引起的脫發(fā)

他們進一步通過工具小鼠在高脂飲食期間特異性激活SHH信號后能夠明顯抑制肥胖引起的脫發(fā)。此外,在經(jīng)過一周激活 SHH 信號的小分子藥物處理后,也能夠有效治療肥胖引起的脫發(fā)。這些結(jié)果表明高脂飲食引起的SHH信號障礙是引起脫發(fā)的關(guān)鍵機制。

總的來說,本文發(fā)現(xiàn)肥胖引起的毛囊干細胞炎癥信號的異常激活后進一步抑制了調(diào)控干細胞增殖分化的SHH 信號,加速毛囊縮小,毛發(fā)丟失。

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【參考文獻】

1.https:///10.1038/s41586-021-03624-x

文中圖片均來自參考文獻

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