拒绝“秃”如其来，揭秘光生物调节疗法促进毛

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

　　原创 Cell Press CellPress细胞科学

生命科学Life science

　　5月20日，华南师范大学生物光子学研究院邢达教授研究团队在Cell Press细胞出版社旗下期刊Stem Cell Reports上发表了一篇题为“Photobiomodulation therapy for hair regeneration: A synergetic activation of β-CATENIN in hair follicle stem cells by ROS and paracrine WNTs”的文章，研究团队在探讨光生物调节疗法（PBMT）促进毛发再生的机制领域取得重要研究进展。并且发现，PBMT在老化引起的毛囊萎缩方面也能起到一定程度的缓解作用。该团队研究表明，毛囊干细胞产生的ROS和真皮分泌的WNTs协同激活GSK-3β/β-catenin信号，进而促进毛发再生。这一研究为靶向皮肤干细胞用于联合治疗脱发提供了理论依据。

　　Cell Press细胞出版社微信公众号邀请论文作者对该论文进行了解读，旨在与广大科研人员深入分享该研究成果以及一些未来的展望。

　　本研究的亮点

　　脱发是全世界多数人面临的一大难题，通常是由于衰老、荷尔蒙功能障碍、精神压力、自身免疫或化疗的副作用而引起的。因此，用于治疗脱发的药物的需求日益增加。米诺地尔、非那雄胺和PBMT是FDA批准用于治疗脱发的三种生发促进剂。米诺地尔和非那雄胺都是治疗脱发的临床有效药物，但是这两种药物可能会引起多种副作用并需要长期使用。在各种动物模型和临床试验中的研究表明，PBMT是治疗不同类型脱发且无副作用的有效策略。然而其具体机制尚未完全阐明。因此，阐明机制将解释不同人群中PBMT效果的差异，并为精确治疗提供理论依据。

　　在本研究中，我们首先在C57BL/6小鼠中观察到PBMT触发了毛囊干细胞的活化并减轻了衰老引起的毛囊萎缩。接下来的研究发现PBMT通过上调β-catenin表达来驱动静止的毛囊干细胞激活并触发新的毛发周期。通过使用Lgr5-CreER: β-cateninflox/ flox小鼠模型，我们证明了HFSC中β-catenin的丢失阻止了PBMT诱导的头发再生。从机制上讲，PBMT诱导ROS的产生激活PI3K/Akt/GSK-3β信号通路，以抑制毛囊干细胞中β-catenin的降解。此外，我们发现了，在体外培养的成纤维细胞，毛囊干细胞和真皮来源祖细胞在PBMT的照射下，唯有真皮来源祖细胞能够上调WNTs的表达，而成纤维细胞和毛囊干细胞中WNTs的表达无显著性差异。紧接着，在体层面对于WNTs的定位进行分析，发现在成年小鼠毛发静止期时，WNTs在真皮层表达，而PBMT能显著促进真皮细胞中WNTs的表达。这一结果给了我们启发，是否真皮细胞来源的WNTs能够以旁分泌的形式协同毛囊干细胞中的ROS共同参与了毛发在再生过程呢？我们使用毛囊干细胞和真皮祖细胞共培养体系，发现在二者共培养体系中共同接受PBMT，其毛囊干细胞中β-catenin的表达高于单独接受光照毛囊干细胞，而在共培养体系中加入WNTs分泌抑制剂IWP-2可逆转这一效应。总的来说，我们的工作表明，PBMT通过增加β-catenin的表达来激活毛囊干细胞，从而促进毛发再生，这与PBMT诱导的毛囊干细胞中的ROS和PBMT诱导的真皮细胞中WNTs分泌的协同作用有关。

作者专访

　　Cell Press细胞出版社特别邀请论文通讯作者邢达教授代表团队进行了专访，请他为大家进一步详细解读。

　　CellPress：脱发一直困扰着全球数百万人，为了解决这个难题，光生物调节（PBMT）作为FDA批准的脱发治疗方法也应运而生，然而其促进头发生长的确切分子机制却尚不清楚，您认为这其中研究的难点在哪里？

　　邢达教授：一方面是因为缺乏临床标本。脱发是一种头皮毛发脱落的现象，临床上并不会切除脱发部位的头皮组织，所以临床标本的限制也阻碍了PBMT治疗脱发的分子机制的研究，因此研究者对于脱发的研究较多情况下集中到C57BL/6小鼠。这种小鼠毛发周期确切，其毛囊处于静止期时毛囊干细胞也处于一种静息状态。这种状态下的毛囊干细胞与脱发患者活性较低的毛囊干细胞状态类似，因此C57BL/6小鼠被常用来作为脱发模型进行机制研究。但是，由于毛囊微环境中细胞种类复杂，调控毛发周期的关键分子很多，相应模型鼠的缺乏也阻碍了PBMT促进毛发生长的机制探讨，这也是研究的第二难点。

　　CellPress：毛囊干细胞（HFSC）的活性与脱发之间发存在着怎样的联系？