3Dでの禿頭症の治療法

ボール転がりを設定します。平らな培養上で増殖したヒト皮膚細胞は分散したままであり、毛嚢の形成を誘発することができない(左)。しかし、3D培養では、細胞は新しい毛嚢の成長を同軸にすることができる球体を形成する(右)。

科学者たちは、大げさな男性の皮膚細胞から正常に新しい毛包を成長させました。研究チームは、体に髪の毛を生産する構造体が完全に機能し、頭皮に移植するのに有用であるかどうかをまだ明らかにしていないが、発見は脱毛のための新しい治療法を見つけるための重要なステップだと言う。

「新しい研究に関与していないオハイオ州クリーブランドにあるCase Western Reserve Universityの皮膚生物学者Radhika Atitは、「彼らの研究は非常にエレガントで非常に厳しいものです。 「これは大きな技術的進歩です。」

脱毛は、毛包が体の任意の領域に新しい毛髪の束を生産するのを止めるときに起こる。今、脱毛を予防または遅らせる薬物を服用するか、または身体のある領域から別の領域へ毛包を移植することは、実行可能な唯一の治療法です。研究室で新しい毛包を作ることは、少なくとも人間の患者にとっては選択肢ではありませんでした。マウスでは、皮膚の毛包を囲む真皮乳頭細胞を単離し、ペトリ皿で成長させて新しい細胞を産生させ、その後マウスを戻すと、新しい毛包が発生することが研究者らによって示されている。しかし、ヒトの真皮乳頭細胞を実験室で皿に入れると、新生卵胞の形成を誘導する能力を失う。

脱毛に関連する遺伝子を発見したコロンビア大学の皮膚研究者Angela Christianoは最近、同僚との問題に対する潜在的な解決策についてブレーンストーミングしました。彼らは、マウスの真皮乳頭細胞が自然に培養物中に大きな塊を形成するが、ヒト細胞は自然に形成されなかったことに気づいた。 「ヒト細胞をマウス細胞のように凝集させることができれば、新しい卵胞を形成するための一歩となるかもしれないと考え始めた」とChristiano氏は語る。

彼女のチームは、成長するにつれて複雑な構造を形成する必要のある他のタイプの細胞にも成功している、3Dカルチャーと呼ばれる細胞成長アプローチを試みることに決めました。研究者らは、男性型脱毛症と診断された7人のボランティアから真皮乳頭細胞を収集した。単離された細胞を平らな培養皿上に置くのではなく、細胞を液体と混合した後、コンテナの屋根の上に凝縮したようなプラスチックの蓋から小さな液滴を垂らします。液滴の中の細胞は自由に浮遊しているので、フラットな皿のように左右に触れるのではなく、人間の体のようにあらゆる方向にお互いに接触することができます。小滴において、細胞は異なって挙動した。彼らが新しい細胞を形成するために分裂するにつれて、研究者が「スフェロイド」と呼ぶ約3000個の細胞の球にぶつかりました。

新しいスフェロイドが、典型的な皿で成長させたものよりも、機能的な真皮乳頭細胞のより良い模倣物であるかどうかを試験するために、Christianoと彼女のチームは、真皮乳頭細胞の異なるセットにおいて、平らな培養皿上で培養された細胞では、何千もの遺伝子の発現が正常なパターンと一致せず、その皿からの細胞が新しい毛包を生成できない理由を説明した。しかし、3Dカルチャーでは、それらの遺伝子の22%が正しいオンまたはオフ状態に復元されていました。

研究者らは、各ドナーから形成されたスフェロイドを10〜15個取り、それらをマウスに移植されたヒト皮膚の2つの層の間に挟み込んだ。 6週間後、 7人のドナーのうちの5人からのスフェロイドは、それらの周りの皮膚細胞を萎縮させて整列を開始し、毛包の兆候を形成した チームは今日、オンラインで 国立科学アカデミー紀要 。 2つのケースでは、髪は毛包から伸び始めているように見えましたが、研究者は毛髪が再成長する能力に関して完全に正常であるかどうかを試験するのに十分長い間初期実験を続けなかった。

自分の細胞を使って新しい卵胞を作り出すことは、髪の色や太さが他の人の髪の毛と完全に一致するため、有用です。また、新しい組織培養技術では、臨床医は、脱毛症の患者から真皮乳頭細胞をほんの少し取り、移植のために利用できる毛嚢の数を増やすことができます。 「この技術を使用することで、髪移植の対象となる人の数が変わる可能性があります」とChristiano氏は言います。

このアプローチの成功はエキサイティングですが、この分野の他の研究者にとって真のブレークスルーは真皮乳頭細胞における遺伝子発現に関する新しいデータです、ペンシルベニア大学の皮膚科医George Cotsarelisは述べています。真皮乳頭細胞のどの遺伝子がオン・オフされているかを完全に読み取ることはこれまでに一度も行われていませんので、研究者は毛嚢の発達において重要な役割を果たす可能性のある数千もの遺伝子を新たに追加しました。 「髪の毛だけでなく、傷や傷跡を治療することにも意味があります」と彼は言います。

毛嚢を生成する能力のあるスフェロイドは、卵胞機能を回復させる能力について薬物を試験する新しい方法として使用することもできると、Atitは述べている。 「これは2次元のプレートよりも薬物検査に使用するより優れたモデルシステムです」

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