禿頭救星!科學家發現乳酸能活化毛囊幹細胞,進而刺激毛髮的生長

左圖:未經處理的老鼠皮膚沒有毛髮生長,右圖:使用藥物 UK5099 的老鼠皮膚出現毛髮生長(圖:Nature Cell Biology)

美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)的研究人員最近發現了一種方法,能成功活化休眠中的毛囊幹細胞,以促進老鼠的毛髮生長。這項研究的成果開發出兩種藥物,能幫助治療世界各地數百萬人頭髮生長及發育異常的疾病。

醫學上已經了解如何使用幹細胞治療從糖尿病到衰老等多數的疾病,如今,加州大學洛杉磯分校的研究團隊表示,他們發現一種治療禿頭的新方法。

進行老鼠實驗

研究人員發現,毛囊幹細胞與正常皮膚細胞的代謝過程不同。毛囊幹細胞會將血液中的葡萄糖轉化為丙酮酸之後,進行兩種代謝過程:將丙酮酸輸運到細胞粒線體中,以作為能量用途;或將丙酮酸轉化成乳酸代謝物。

根據這些發現,研究人員決定基於這兩種代謝過程,針對休眠中的毛囊幹細胞進行實驗,以了解是否有不同的表現。於是針對兩組經過基改的老鼠進行比較,一組老鼠不會產生乳酸,另一組老鼠則被設計成能生產較多的乳酸量。實驗結果發現,妨礙乳酸的產生,會阻止毛囊幹細胞的活化,而在產生較多乳酸代謝物的老鼠身上,則觀察到更多毛髮的生長。

這項研究的共同負責人,UCLA 分子、細胞與發育生物學教授 William Lowry 在新聞稿中解釋:「在此之前,沒有人知道增加或減少乳酸量會對毛囊幹細胞產生如此的影響。我們發現改變老鼠的乳酸量,會影響毛髮的生長,這讓我們尋找能應用在皮膚上的潛在藥物,並期望能有相同的效果。」

兩種新藥

根據這項研究,研究人員開發出兩種能增加乳酸生成的藥物,或有助於活化人類的毛囊幹細胞。第一種藥物稱為 RCGD423,它在細胞外部與細胞核之間建立 JAK/STAT 訊號通道,這能有助於乳酸產生,並讓幹細胞處於活躍狀態,以促進毛髮的生長。

另一種藥物 UK5099 則採用相反的方法,它會抑制丙酮酸被細胞粒線體轉化成能量,從而迫使乳酸量增加,進而促進毛髮的生長。

這兩種藥物尚未進行人體實驗,一旦測試成功,可以在美國幫助估計約 5600 萬患有一系列毛髮生長異常疾病的民眾,解決包括落髮、激素失衡、壓力相關的落髮、甚至老年落髮等問題。

未來發展

該研究的第一作者,Lowry 實驗室研究員 Aimee Flores 表示:「我認為,我們只是開始了解新陳代謝在頭髮生長和幹細胞所扮演的關鍵角色。我期待這些新發現能用於落髮和更多潛在的應用。」

這項研究讓我們了解與幹細胞相關,特別是與人體新陳代謝有關的新知識,其發展性遠超過治療落髮,為未來其他領域的研究提供了非常紮實的基礎。

 

參考資料:

  1. Vogt-James, M.(August 2017). UCLA scientists identify a new way to activate stem cells to make hair grow. UCLA press release.
  2. Flores, A. et al. (August 2017). Lactate dehydrogenase activity drives hair follicle stem cell activation, Nature Cell Biology doi:10.1038/ncb3575
鄭啟仲
鄭啟仲 32 文章
中正資管所畢業,熟悉軟體工程與程式設計,喜歡吸收科普和技術新知,現為明日科學實習編輯。