美國每日科學(xué)網(wǎng)站5月15日報道：美國南加利福尼亞大學(xué)凱克醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們破譯了老鼠和兔子的毛發(fā)干細(xì)胞之間是如何交流并以相互協(xié)調(diào)的方式促進(jìn)再生的。這是人類首次關(guān)注成千上萬個毛囊中的干細(xì)胞群的群體行為,，此前的研究只是關(guān)注單個毛囊中的干細(xì)胞,。
這個團(tuán)隊與來自英國牛津大學(xué)的數(shù)學(xué)生物學(xué)家合作，對剃毛老鼠和兔子在數(shù)月里毛發(fā)生長模式的變化進(jìn)行了分析,。毛發(fā)生長模式的變化說明了毛囊中干細(xì)胞在活躍和休眠狀態(tài)之間的周期性發(fā)展,。相關(guān)論文發(fā)表于4月29日的《科學(xué)》（Science）雜志。
凱克醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教授,、這項研究的首席科學(xué)家鐘正明說：“結(jié)果完全出人意料,。這其中存在著肉眼看不到的復(fù)雜協(xié)調(diào)過程。”該研究由美國國家衛(wèi)生研究院資助,。
鐘正明所說的“復(fù)雜協(xié)調(diào)過程”指大型毛發(fā)干細(xì)胞群內(nèi)部為了使毛發(fā)健康生長而進(jìn)行的相互交流的過程,。這使得毛發(fā)的波紋形狀出現(xiàn)持續(xù)變化，從外表上看經(jīng)常像是在兔子的皮膚上“畫”了一幅抽象畫,。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，毛發(fā)干細(xì)胞之間在分子催化劑WNT和抑制劑BMP的幫助下就它們的再生進(jìn)行協(xié)調(diào)。當(dāng)WNT和BM P的信號在整個皮膚表面由成千上萬個毛囊組成的群內(nèi)部被反復(fù)利用時,，毛發(fā)便通過自組織過程呈現(xiàn)出復(fù)雜的再生行為,。
這項研究可能會使人們通過改善交流環(huán)境找到治療脫發(fā)癥的方法。人類之所以會患上脫發(fā)癥,，部分原因在于,，與老鼠和兔子不同，人類毛囊中的干細(xì)胞已經(jīng)喪失了相互交流的能力,。
鐘正明說：“當(dāng)人類的某個毛囊細(xì)胞想要再生時,，它只能依靠自身，得不到其他毛囊的幫助,。然而,，當(dāng)兔子的毛囊再生時，它可以依靠來自兩方面的力量：一是自身的活化作用,，二是來自周邊毛囊的活化信號,。兔子的毛發(fā)生長非常積極，這對它們在野外生存是至關(guān)重要的。”
這份研究報告的主要作者,、美國賓夕法尼亞大學(xué)的博士后馬克西姆·普利克斯說,，如果可以喚醒人類干細(xì)胞的“交流”機(jī)制，那么便有可能使處于生長期的人類頭發(fā)大大增加,。
這個研究結(jié)果具有非常好的前景,，南加利福尼亞大學(xué)史蒂文斯創(chuàng)新研究所已經(jīng)將其應(yīng)用在一名脫發(fā)患者身上。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文：
Science DOI： 10.1126/science.1201647
Self-Organizing and Stochastic Behaviors During the Regeneration of Hair Stem Cells
Plikus, Maksim V.; Baker, Ruth E.; Chen, Chih-Chiang; Fare, Clyde; de la Cruz, Damon; Andl, Thomas; Maini, Philip K.; Millar, Sarah E.; Widelitz, Randall; Chuong, Cheng-Ming
Stem cells cycle through active and quiescent states. Large populations of stem cells in an organ may cycle randomly or ina coordinated manner. Although stem cell cycling within single hair follicles has been studied, less is known about regenerativebehavior in a hair follicle population. By combining predictive mathematical modeling with in vivo studies in mice and rabbits,we show that a follicle progresses through cycling stages by continuous integration of inputs from intrinsic follicular andextrinsic environmental signals based on universal patterning principles. Signaling from the WNT/bone morphogenetic proteinactivator/inhibitor pair is coopted to mediate interactions among follicles in the population. This regenerative strategyis robust and versatile because relative activator/inhibitor strengths can be modulated easily, adapting the organism to differentphysiological and evolutionary needs.
