科学家揭示头发毛囊发生的细胞学机制

　　一种具有两种不同荧光标记局部表达特征的双重转基因工程小鼠的成功培育，为以解剖头发毛囊和分离纯化毛囊各组分细胞为目的的实验新策略奠定了基础。

    有关秃子的笑话我们放在一边暂且不管，头发的生长过程本身就是一个令人惊奇的复杂过程。头发毛囊的形成依赖于一种复杂的有关细胞迁徙的同步过程；生长出来的毛囊，要发挥其功能则需要维护好驱动头发形成与生长的干细胞群体。位于毛囊底部的真皮乳头(DP)间叶细胞，一直被认为是这一小生境的维护者，只是人们目前还并不了解这一过程的具体细节。对DP细胞进行外科式剥离是困难的，原因包括多个方面，例如毛囊太小、DP周围有多种细胞、成功剥离后的DP细胞在培养中很快会丧失其生物活性特征。因此，目前有关DP细胞的基因表达研究资料是相对匮乏的，而且是否可信还存在疑问。

    美国洛克菲勒大学的Elaine Fuchs实验室长期专注于头发与皮肤的形成和维护方面的研究。近来，他们开发出一种解决上述问题的新颖方法，具体而言就是通过对两种转基因工程小鼠的再次杂交，获得了能同时表达两种荧光标记的种系。两种目标基因分别是：在皮肤上皮细胞中专门表达绿色荧光蛋白(GFP)的基因；在DP细胞和黑色细胞中特定性表达红色荧光蛋白(RFP)的基因。研究者从利用小鼠背部皮肤产生的毛囊组织匀浆开始切入他们的工作；接着，研究者使用表面抗原和GFP/RFP表达作为指示剂，利用荧光活化细胞分选方法，最终可以高效纯化各种单个的细胞。

    Fuchs的研究小组验证了获得细胞种群的特征和纯度；揭示了包含有角化细胞以及相应的DP纯化细胞的移植处理是能够导致在裸小鼠受体的背部生长出有头发的皮肤的。接着，他们对每一纯化的细胞种群，继续进行一系列的基因表达实验；他们对数据进行仔细分析，希望能对毛囊功能产生一种新的认识。“整个系统的美妙之处在于各种细胞能与其它的临近细胞发生相互作用，”论文的领头作者Michael Rendl解释说：“但是，要把每种细胞纯化出来以便发现哪些特征是个性化的以及哪些特征是共性的，这在以前人们并没有做过。”

    他们建立了两类基因，即每种纯化细胞都拥有的“骨干”基因；仅仅在单个细胞类型中才被引发上调作用的“标记”基因。这些“标记”提供了一个有关特定细胞类型表达的无主珍宝，服务对象是各种各样的信号因子、先前与头发形成有关的各种基因以及其它几种未知的基因。Rendl认为，这一信息能够揭示其中的交互过程，DP通过该过程和其它细胞进行合作以便对毛囊进行维护。“DP一定有一些独特个性，因为它能诱导头发形成，”他说：“DP被看作是间叶细胞，就像纤维原细胞一样。问题是，什么使得DP细胞变得特殊起来，以致于它们与皮肤或其它组织中的常规纤维原细胞相比能有那样的独特作用......我们主要是想解决它们为何具有诱导性这一问题。”

    注：夏雨译自2005年11月号的《自然-方法学》，版权为英国NPG出版集团所有。更多信息请访问：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods