ロサンゼルスの南カリフォルニア大学の研究者チームは、幹細胞から毛髪を成長させ、毛髪の成長に関わる重要な分子事象を明らかにし、成体マウスでそれを刺激することができました。
雑誌に掲載されているこの新しい研究は、毛が成長する過程を段階的に説明しています。この知見は、脱毛症または男性型脱毛症の患者における育毛刺激の道を開く。
研究チームは、臓器様構造に自己組織化することができるin vitroで成長した幹細胞のクラスタである、いわゆるオルガノイドを用いて毛包がどのように皮膚から成長し、どのように髪を作り出すか調べることに着手しました。
彼らは、それが模倣する器官（この場合は人間の皮膚）と同様の性質を有するので、オルガノイドの3次元構造を用いて特定の器官のより良い理解を得る。
この研究の最初の著者は、南カリフォルニア大学（USC）幹細胞研究室の博士研究員Mingxing Leiである。
育毛の6つのステップのプロセス
レイとチームは、新生児および成人の両方の皮膚細胞に由来する皮膚オルガノイドを使用した。具体的には、前駆細胞は幹細胞よりも分化した細胞の一種である。彼らは新生児および成人の皮膚からこれらを解離させ、その後それらをヌードマウスに移植した。
研究者らは、3次元培養の詳細なタイムラプス画像を撮って、細胞がどのように挙動し、どのように髪の発達が起こるかを調べた。
Leiらは、新生仔細胞が、解離した前駆細胞（ステップ1）から始まり、すぐに凝集した（ステップ2）、6ステップのプロセスで皮膚様オルガノイドを形成することを確認した。
これらの凝集した細胞は、次に偏極した嚢胞に変わり（ステップ3）、次に合体した嚢胞（ステップ4）に変換され、続いて平面の皮膚を形成する（ステップ5）。
このプロセスの最終段階で、皮膚は卵胞を形成し（ステップ6）、これをマウスに移植した。ここで、彼らは髪を作りました。
対照的に、研究者は、成体マウスからの解離した前駆細胞は、凝集段階を過ぎて移動したり、毛を生み出さなかったことを見出した。
Leiらは、この6段階の育毛プロセスを支えている分子生物学的事象を研究し、これらのメカニズムを解明するためにバイオインフォマティクスと分子スクリーニングの組み合わせを使用したと説明した。
彼らは、皮膚および他の結合組織に見出される繊維状タンパク質であるコラーゲンおよび血流中の糖のレベルを調節するホルモンであるインスリンの産生に関与する遺伝子を含む、様々な遺伝子における活性の増加を見出した。
刺激的な育毛
オルガノイドの発達の異なる段階で特定の遺伝子の活性を阻害することにより、科学者はある段階から次の段階への移行における役割を解明することができました。
「我々の調査は、組織形態形成中の自己組織化過程の中核における分子事象と生物物理学的プロセスの中継を明らかにする」と著者らは書いている。 「多段階の形態学的変化を鍵とする分子が同定され、成体細胞の失速過程を回復させるために添加または阻害することができる」
実際に、Leiらは、この新たに獲得した分子遺伝学的知識を、成人の皮膚細胞から作製されたオルガノイドに適用し、育毛プロセスを飛躍させる試みを行った。
重要なことに、レイとチームはこれらのオルガノイドの髪の成長をうまく刺激することができました。成人のオルガノイドは、新生児由来のオルガノイドと同程度の毛髪を40％生産しました。
「大人の細胞は徐々に再生能力を失うので、通常、多くの高齢者は毛髪をよく成長させることができません」とUSCのKeck School of Medicineの上級著者、Cheng-Ming Chuong教授は説明します。しかし、彼のチームの調査結果には、これが変わる可能性があることが説明されています。
「我々の新しい発見により、成体マウス細胞を再び髪にすることができます。将来的には、脱毛症から脱毛症までの患者の育毛を刺激する戦略を刺激することができます。
Cheng-Ming Chuong教授
