干细胞再生有毛的皮肤

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2018年1月4日 来源:生物通

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  印第安纳大学医学院的研究人员首次用小鼠干细胞培育出了带毛囊的皮肤组织。与以往的再生皮肤组织相比,该模型更类似天然皮肤,可用于化学品检测和毛发生长机理研究,减少实验动物使用。这项最新研究进展发表于1月2日的《Cell Reports》。

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虽然实验室培育皮肤组织的方法多种多样,但这些方法仿真真实皮肤的能力却很差。真正的皮肤细胞通常由20种以上细胞类型组成,一般模型却只包含约其中5到6种。更重要的是,这些再生皮肤组织都不具备毛发生长能力。

耳鼻喉科助理教授Karl Koehler最初的研发目标是使用小鼠多能干细胞(pluripotent stem cells)建立过内耳(inner ear)类器官(organoids)体外模型,但是,他们却意外地发现,除了内耳组织,这些细胞还能发育成皮肤细胞,于是,他们将研究焦点又转向了可长出毛囊的皮肤组织。

他们的最新成果是构建出了一个包含表皮(epidermis)和真皮(dermis)两层结构的皮肤类器官单元,当研究人员把它放入小鼠体内,还能形成毛囊。

“你可以用肉眼看到这些细胞器,”Koehler说。“它们看起来像一个个漂浮在培养基周围的球型口袋,毛囊就像蒲公英种子一样向外生长。”

虽然研究人员目前还无法确定究竟哪一类细胞在组织表明形成了毛发,但他们猜测这里可能包含了与覆盖小鼠全身各种毛囊类型相似的细胞。

这种皮肤类器官模型由3或4种不同类型的真皮细胞和4种表皮细胞的不同组成,具有多元化的组合形式,比以往实验室构建的皮肤组织更类似小鼠皮肤。

通过观察这些模拟皮肤发育,研究人员发现两层皮肤细胞必须以特定的方式聚集才一起才能长出毛发。培养皿中的表皮先形成一个圆形的囊肿,紧接着真皮细胞逐渐包围这些囊肿,如果这一过程受到干扰,这些组织就不会长出毛囊。

“如果我们破坏这些类器官,再将它们混合在一起,结果并非总能产生毛囊,”Koehler说。“因此,我们认为早期结合过程对皮肤和毛囊形成应该是非常重要的。”

接下来研究人员准备接受另一个挑战:如何突破毛发脱落和再生的物理限制。一旦研究人员找到让人工环境培育的毛囊走完自然周期的操作方法,这些类器官的用途将被进一步拓展。此外,从小鼠皮肤组织再生技术出发,他们还期望改善人类皮肤类器官。

原文检索:
Hair Follicle Development in Mouse Pluripotent Stem Cell-Derived Skin Organoids

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