根据台湾卫福部统计,台湾25~64岁的群众之间大约有万人受到「秃头」的困扰,虽然男性因为有雄性秃的关系、比例较高,但女性也可能会因为甲状腺疾病、压力等原因而秃头。
台大「发育生物学与再生医学暨研究中心」副主任林颂然则从负责生长的毛发的「毛囊干细胞」开始研究,发现要刺激毛囊生长毛发,需要「竖毛肌」、也就是造成鸡皮疙瘩的肌肉来帮忙;而会刺激竖毛肌活动,其实是因为「交感神经」兴奋而导致的作用。
交感神经兴奋时,毛发也会生长
「其实我们在过去的经验中,就发现交感神经兴奋的时候,毛发也会生长。像这个案例,患者在接受胸腔的手术时,因为刺激了交感神经,导致他的右半边开始生长毛发,胸口、脸部都有。」林颂然说。
林颂然平常就主力研究「毛囊干细胞」,发现这样的情况觉得很特别,针对这部分去深入了解后,就发现其实毛囊干细胞、竖毛肌、交感神经这3个机制都会互相作用。
林颂然解释,这3个机制互相作用的方式,大概如同下面的状况:
一、冷风/寒冷的时候,交感神经活化。
二、交感神经刺激竖毛肌收缩,产生鸡皮疙瘩,收缩毛孔保持温暖。
三、竖毛肌刺激毛囊干细胞,加速毛发生长、让毛发帮身体保暖。
而只要把竖毛肌移除,交感神经也会萎缩,就无法再刺激毛囊生长毛发了。过去的研究也发现,雄性秃患者的秃发处也可以看到竖毛肌消失,所以交感神经可能也与雄性秃的病理机转相关。
这份研究也刊登在《细胞》(Cell)期刊上,并与哈佛大学台籍学者许雅捷(Ya-ChiehHsu)共同进行研究。研究的共同第一作者、台大医工系博士后研究员陈志龙说,其实跨国研究真的学习到很多,一方面是有更多的技术支持,比如电子显微镜的观察,二方面是可以有更多不同的研究想法。
像是研究团队进一步探索「交感神经—竖毛肌—毛囊干细胞」单位之间的机制如何建立,发现在胚胎皮肤内,毛囊会最早发育,并在毛囊内形成毛囊干细胞,随后产生的衍生细胞会分泌一种讯息传递因子,叫做「音速刺猬因子」(sonichedgehog),来打造适合的微环境,以诱导「竖毛肌」在毛囊周围发育。
竖毛肌发育完成之后,会诱导「交感神经」朝向竖毛肌生长,因为成束的竖毛肌的起点紧贴毛囊干细胞,交感神经会在此处同时伸出神经纤维来支配毛囊干细胞,像是双手把「竖毛肌跟毛囊干细胞」一起包住,就形成这样的结构。
阻断交感神经作用,让毛发单独生长
研究团队另一突破性的发现,是解释交感神经如何调控干细胞的机制。交感神经在接近毛囊干细胞处,会形成类似神经突触的结构(synapse-likestructure),可以使交感神经有效率透过释出正肾上腺素(norepinephrine),精准刺激毛囊干细胞的活性。
而在体内神经突触的结构,过去只发现存在神经与神经的交界,或是神经与肌肉的交界。这是首次发现类似神经突触的构造,甚至可以用来调控体内的干细胞;而毛囊干细胞是透过ADRB2受体来接受交感神经讯号,进而启动毛囊再生。
林颂然说,「所以我们现在需要做的一件事情就是,如何透过ADRB2受体来找到更原始的机制,让这3个结构可以分开,不用刺激交感神经也可以生长毛发,避免让交感神经太兴奋,可能会心悸、或是任何身体的不舒服等。」
而团队也在实验中,透过利用小分子药物来活化ADRB2受体,也成功活化小鼠毛囊及以及培养的人类的毛囊干细胞,可以成为下一步秃头药物的研发;同时预计在6~8年左右可以成功。「希望是用涂抹的方式,直接在头皮上擦药,直接刺激毛囊干细胞。」林颂然说。
「干细胞也可能成为未来更多疾病治疗的关键因素。」林颂然说。
(相关延伸:《自然》期刊:克服挑战,干细胞造出具毛囊的皮肤)
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