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永久治癒禿頭的希望來了!《自然》用幹細胞造出具毛囊的皮膚

未來,我們有機會能夠治癒「禿頭」了!頂尖學術期刊《Cell》近日在線發表的一篇研究論文中,美國波士頓兒童醫院主導的一支科研團隊,帶來了利用幹細胞製造皮膚的重要進展。

團隊利用iPSC幹細胞培養出的皮膚類器官,經過4-5個月,不但形成了皮膚特有的多層組織,更重要的是包含了毛囊、皮脂腺和神經迴路,接近完整的真實皮膚。研究人員相信,這項發現不僅可以幫助科學家研究人類皮膚的發育,更有望為那些受掉髮、疤痕或遺傳性皮膚病之苦的人,帶來革命性的治療。

不起眼的毛孔卻是「人造皮膚」的巨大挑戰

都已經有那麼多人造器官了,「人造皮膚」的困難在哪裡?陽明大學生化所博士張薏雯指出,皮膚一種複雜的多層器官,主要由表皮層和真皮層組成,包括了毛囊、皮脂腺等各種附屬結構。毛囊和皮脂腺的開口—毛孔,它們對於皮膚的功能極為重要,參與體溫調節、體液維持及疼痛感知等各種過程。如果沒有這些結構,皮膚也就難以正常地出汗、分泌油脂,以及長出毛髮。

張薏雯表示:「人類想要培養皮膚,其實已經有 40 多年的歷史了,過去的嘗試包括真皮細胞和表皮細胞的培養,但這些皮膚就是無法擁有正常的功能。」

iPSC幹細胞長出具有毛囊的皮膚

在這項研究中,團隊從iPSC幹細胞出發,培育出具有各種皮膚特徵的結構。由於皮膚的表皮和真皮在發育時來源於不同的細胞類型,為了培養出包括這兩種成分的皮膚,研究人員仔細優化了培養條件,分步驟添加生長因子,先後誘導出表皮前體細胞和真皮前體細胞。

70多天后,這些球體開始長出了毛囊,包括皮脂腺、神經、肌肉和脂肪也逐漸發育,再經過4、5個月的培養期,長出了明顯表皮層和真皮層,而且含有毛囊、皮脂腺和緊密連接的神經。

除了體外分析外,張薏雯介紹,研究人員進一步透過動物移植實驗,展現了這些新造皮膚的治療潛力,他們在免疫缺陷小鼠的背部皮膚中植入了培養的皮膚。這些皮膚不僅能夠與小鼠表皮融合,在傷口處形成平面皮膚,而且其中55%的移植物繼續生長,長出了毛髮。

《自然》期刊予以高度評價!訂製個人化的組織器官不是夢

「這篇研究首度在體外使用多能幹細胞培養成完整的皮膚完整組織,將單一層細胞治療向上提升成組織器官化,不久的未來很可能改變皮膚缺損的患者的治療,達到全新的重建治療。」張薏雯指出。

《自然》同期的專文評述對這項研究給予了高度評價,認為「這項工作具有巨大的臨床轉化潛力」,為治愈禿頂的難題邁出了一大步。

張薏雯表示,細胞治療發展已久,結合胚胎學生物學生化學的研究,科學家們更了解如何應用幹細胞的潛能,隨著AI智能醫學的演進,結合3D組織工程,訂製個人化的組織器官或許不再久遠。