华人学者Nature子刊发表再生医学重要成果

　　

生物通报道  且不说深夜的电视广告，许多的情景喜剧的内容假如是可信的话，男人秃顶已成为了一种流行现象，他们强烈地渴望能够修复他们的毛囊缺陷。

一种有潜力的扭转脱发的方法就是，利用干细胞来再生出失去或濒死的毛囊。然而直到现在，都无法生成足够量的毛囊生成干细胞。

来自宾夕法尼亚大学Perelman医学院病理学、实验医学和皮肤病学副教授徐小威（Xiaowei "George" Xu）博士和同事们，在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上发布了一种方法，可将成体细胞转化为上皮干细胞(EpSCs)。这是第一有人在人类或小鼠中做到这一点。

将上皮干细胞植入到免疫功能低下的小鼠体内，再生出了不同的人类皮肤和毛囊细胞类型，甚至生成了结构可识别的毛干，由此提出了这样一种可能性：它们或许最终能够实现人们的毛发再生。

徐小威和他的研究小组将三个基因添加到人类皮肤成纤维细胞中，将这些细胞转变为了诱导多能干细胞(iPSCs)，后者具有分化为身体内所有细胞类型的能力。他们随后将这些iPS细胞转化为了正常存在于毛囊隆突部的上皮干细胞。

一开始采用过去其他研究小组开发出来将iPSCs转化为角质细胞的操作程序，徐小威研究组证实，通过小心地控制细胞接受生长因子的时间，他们能够迫使iPSCs生成大量的上皮干细胞。在新研究中，该研究小组的实验方案成功地在18天内将超过25%的iPSCs转变为上皮干细胞。随后利用它们的表面所表达的一些蛋白质纯化出了这些细胞。

比较人类iPSC衍生的上皮干细胞与获取自人类毛囊的上皮干细胞的基因表达模式，证实研究小组成功地生成了他们本来打算要生成的细胞。当他们将这些细胞与小鼠毛囊诱导真皮细胞混合一起，移植到免疫功能缺陷的小鼠皮肤上时，它们生成了功能性的人类表皮和结构与人类毛囊相似的毛囊。

徐小威说：“这是第一次有人生成了能够再生毛囊上皮成分的、扩大数量的上皮干细胞。并且这些细胞具有许多的潜在应用，包括愈合伤口、做美容剂以及实现毛发再生。”

徐小威说，iPSC衍生的上皮干细胞还没有准备好用于人体。首先，毛囊中包含有上皮细胞和称作为真皮乳头细胞的一种特殊成体干细胞。徐小威和研究小组是将iPSC衍生的EpSCs和小鼠真皮细胞混合生成了毛囊，实现了毛囊生长。

“当个体脱发时，他们丧失了两种细胞类型。我们只解决了一个主要的问题，毛囊的上皮成分。我们还需要找出一种方法来生成新型的真皮乳头细胞，还没有人解决这部分的问题，”徐小威说。

更重要的是，徐教授在构建iPSCs的过程中涉及了利用编码致癌蛋白的基因对人类细胞进行遗传修饰，因此需要进一步地改进方案。不过，他指出干细胞研究人员正在开发出更多的解决方法，包括一些只利用化学药物的策略。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Generation of folliculogenic human epithelial stem cells from induced pluripotent stem cells

Epithelial stem cells (EpSCs) in the hair follicle bulge are required for hair follicle growth and cycling. The isolation and propagation of human EpSCs for tissue engineering purposes remains a challenge. Here we develop a strategy to differentiate human iPSCs (hiPSCs) into CD200+/ITGA6+ EpSCs that can reconstitute the epithelial components of the hair follicle and interfollicular epidermis. The hiPSC-derived CD200+/ITGA6+ cells show a similar gene expression signature as EpSCs directly isolated from human hair follicles. Human iPSC-derived CD200+/ITGA6+ cells are capable of generating all hair follicle lineages including the hair shaft, and the inner and outer root sheaths in skin reconstitution assays. The regenerated hair follicles possess a KRT15+ stem cell population and produce hair shafts expressing hair-specific keratins. These results suggest an approach for generating large numbers of human EpSCs for tissue engineering and new treatments for hair loss, wound healing and other degenerative skin disorders.

作者简介：

徐小威

男，1968年出生，博士，美国宾州大学医学院副教授。1992年上海第一医科大学（复旦大学上海医学院）临床医学六年制本科毕业，1996年获美国Wake Forest大学药理学博士学位，分别在Wake Forest大学和哈佛大学从事博士后研究。历任美国宾州大学附属医院病理学与实验医学住院医师、主治医师、副教授，美国Wistar学院肿瘤中心副教授，复旦大学高级访问学者，北京大学肿瘤医院、温州医科大学客座教授。美国解剖病理学，临床病理学和皮肤病理学专科委员会委员，美国病理学会、肿瘤学会、国际干细胞研究协会会员。担任美国NIH基金研究部等项目评委，担任Lever's Histopathology of Skin 副主编，Cancer Res, JBC, Journal of Clinical Investigation等杂志特邀评委，Human Pathology，Int J Clin Exp Pathol等杂志常务编委，获美国NIH等基金资助500多万美元，以第一作者和通讯作者发表论文50余篇，引用次数 2800多次。在成人神经嵴祖细胞，iPS研究和干细胞分化和黑色素瘤等方面做了深入研究，在国际上发现人类毛囊神经嵴祖细胞，将人成纤维细胞诱导成多能干细胞，并进一步诱导分化为色素细胞和上皮细胞。