《Biochemical Pharmacology》：Unraveling the glioblastoma (GBM) tumor microenvironment: future perspective on targeted immunotherapy
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本研究发现CYP19A1通过调节线粒体功能，减少活性氧（mtROS）生成，改善呼吸能力，保护毛囊细胞免受DHT诱导的雄激素性脱发影响，并揭示MitoQ通过激活CYP19A1增强该保护机制。
李玉洁|董婷茹|吴佳敏|杨凤兰|金世宇|熊仁学|李美雅|宋旭祖|关翠萍
浙江中医药大学附属杭州第三医院，中国杭州310009
摘要
雄激素性脱发（AGA）是一种进行性脱发疾病，其特征是毛囊萎缩，主要由二氢睾酮（DHT）驱动。真皮乳头细胞（DPCs）中的线粒体功能障碍已成为一个关键的病理特征，但其上游调控机制尚不清楚。我们之前的研究表明，靶向线粒体的抗氧化剂MitoQ能够上调CYP19A1（芳香化酶）的表达，并缓解类似AGA的病理现象。在这里，我们探讨了CYP19A1是否调节线粒体功能并介导MitoQ的保护作用。利用DHT诱导的AGA小鼠模型以及CYP19A1敲低或过表达的DPCs，我们检测了激素水平、线粒体活性和与头发生长相关的因素。DHT显著降低了CYP19A1的表达，并增加了DKK1、TGF-β和IL-6等抑制因子，而CYP19A1过表达或MitoQ预处理则逆转了这些效应。CYP19A1和MitoQ均减少了线粒体活性氧（mtROS），改善了呼吸能力，并保持了线粒体形态。重要的是，我们的发现揭示了毛囊细胞中以前未被认识的芳香化酶与线粒体之间的相互作用，即CYP19A1衍生的雌激素在雄激素压力下维持线粒体稳态。MitoQ通过激活CYP19A1来增强这种相互作用，恢复氧化还原平衡和线粒体完整性。总体而言，这些结果表明CYP19A1是线粒体韧性的关键调节因子，并提示CYP19A1–线粒体轴可能是治疗AGA的一个有前景的药物靶点。
引言
细胞稳态依赖于活性氧（ROS）产生与抗氧化防御之间的动态平衡。线粒体是细胞内ROS的主要来源，其呼吸链对于维持氧化还原稳定性至关重要[1]，[2]。当ROS的产生超过缓冲能力时，脂质、蛋白质和DNA会发生不可逆的氧化损伤，这一过程与听力障碍、癌症和帕金森病等疾病有关[3]，[4]。
雄激素性脱发（AGA）是男性和女性中最常见的脱发类型，由遗传因素、雄激素代谢和信号通路改变的复杂相互作用引起[5]，[6]。AGA的一个标志是真皮乳头细胞（DPCs）中5α-还原酶活性增强，从而升高二氢睾酮（DHT）水平。DHT与雄激素受体（AR）的结合亲和力高于睾酮，促进了Dickkopf-1（DKK-1）、转化生长因子β（TGF-β）和白细胞介素-6（IL-6）等抑制因子的表达[7]，[8]，[9]。这些因子限制了毛囊细胞的增殖，阻碍了毛囊从休止期向生长期的转变，最终导致毛囊萎缩[10]，[11]。
此外，氧化损伤与AGA之间存在显著的病理关联。这些因素协同作用导致毛囊萎缩和脱发。研究表明，AGA患者的头皮和毛囊中ROS水平升高。过量的ROS产生会损害DNA、蛋白质和脂质等关键生物分子，从而破坏毛囊的正常结构和功能[12]。ROS特异性地降解毛囊基质中的DNA，引发基因突变并抑制细胞增殖能力。氧化的脂质和蛋白质增加细胞膜通透性，破坏酶活性，进一步损害毛囊微环境。此外，长期的氧化应激会通过激活IL-1、IL-6和TNF-α等促炎细胞因子触发炎症反应，加剧毛囊细胞凋亡和代谢功能障碍[13]。
尽管5α-还原酶抑制剂仍是标准治疗方法，但它们无法解决线粒体功能障碍问题，且可能产生严重的副作用。细胞色素P450芳香化酶（CYP19A1）可将雄激素转化为雌激素，提供了一个替代的调控点。我们之前的研究表明，MitoQ能上调CYP19A1表达，激活Wnt/β-连环蛋白通路并促进头发生长[14]，[15]，[16]。鉴于MitoQ是一种靶向线粒体的抗氧化剂，确定其益处是否与线粒体稳态的恢复有关非常重要。
虽然CYP19A1（芳香化酶）在皮肤和毛囊中局部改变雄激素-雌激素平衡，但芳香化酶驱动的雌激素信号对DPCs中线粒体稳态的直接影响仍不明确。线粒体含有雌激素受体，可促进快速的雌激素信号传导，调节生物能量代谢、ROS处理和抗凋亡能力[17]，[18]。然而，大多数现有证据来自神经元、肝脏或癌症模型，而非毛囊[19]。在非皮肤系统中已经证明了PGC-1α/TFAM介导的线粒体生物发生和呼吸链复合体亚基的调控等雌激素响应性转录程序[20]，[21]，但在有毛皮肤的专门研究中却很少。在雄激素压力下，CYP19A1产生的局部雌激素参与了DPCs内的线粒体保护通路。这些通路包括激活转录因子ATP结合盒蛋白1（TFAM）以促进线粒体生物发生，减少线粒体活性氧（mtROS）积累，以及抑制线粒体依赖的凋亡信号。因此，这些观察结果突出了一个机制上的空白：即在雄激素压力下，CYP19A1衍生的局部雌激素是否参与DPCs内的线粒体保护通路——这是本研究的目的。
在本研究中，我们旨在阐明MitoQ如何通过上调CYP19A1来恢复DHT破坏的DPCs线粒体稳态并促进毛囊再生。具体来说，我们研究了CYP19A1衍生的局部雌激素是否在雄激素压力下激活保护通路，包括PGC-1α/TFAM介导的线粒体生物发生、减少线粒体ROS和抑制线粒体依赖的凋亡。为此，我们使用体外DHT/MitoQ处理人类DPCs，并结合RT-qPCR、Western blotting、流式细胞术和免疫荧光分析，以及在相关模型中进行头发生长验证。这些研究旨在填补现有的机制空白，并为雄激素性脱发的线粒体靶向疗法提供新的证据。
实验部分
动物
所有动物实验均获得了浙江省实验动物中心（批准号ZJCLA-IACUC-20030041）的批准。雄性C57BL/6小鼠（5周龄，16–18克）在实验前适应了一周。为了建立AGA模型，使用脱毛膏去除背部毛发，然后将小鼠随机分配到四个组：CK组、DHT组、DMSO/DHT组和MitoQ/DHT组。通过每天局部应用DHT（10毫克/千克）（521-18-6，Sigma-Aldrich，美国）来诱导AGA
AGA模型小鼠皮肤组织中CYP19A1的表达下调
为了评估CYP19A1表达水平的变化，我们建立了一个DHT诱导的AGA小鼠模型。组织学检查显示DHT处理的小鼠毛囊出现退化和萎缩，黑色素颗粒减少（图1a–d）。免疫荧光显示CYP19A1的表达显著低于对照组（图1e，f）。
CYP19A1抑制生长抑制因子
我们之前的研究表明，MitoQ可以通过调节CYP19A1来保护DPCs[15]。鉴于DKK1、TGF-β和IL-6讨论
本研究确定CYP19A1是DPCs中线粒体完整性的关键调节因子，并证明MitoQ在雄激素压力下增强了这一保护机制。CYP19A1的过表达可以对抗DHT诱导的凋亡，而即使CYP19A1表达降低，MitoQ也能部分保持细胞活力，表明芳香化酶活性与线粒体韧性之间存在功能耦合（图7）。总体而言，这些发现支持了一种以线粒体为中心的病理机制
CRediT作者贡献声明
李玉洁：撰写——原始草稿、验证、方法学、研究、数据管理。董婷茹：数据可视化、验证。吴佳敏：软件操作。杨凤兰：软件操作。金世宇：软件操作。熊仁学：验证。李美雅：软件操作。宋旭祖：资金筹集。关翠萍：撰写——审稿与编辑、资金筹集。伦理批准和参与同意
动物实验方案获得了浙江省实验动物中心（IACUC）的批准（批准号ZJCLA-IACUC-20030041）。资助
本研究得到了浙江省自然科学基金（项目编号LMS26H110002）和杭州市重点医学学科建设基金（项目编号2025HZGF07）的资助。利益冲突声明
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
