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Nature子刊:科学家意外发现免疫系统与毛发生长之间的紧密联系

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如今, 脱发 已成为影响上亿人的“头等大事”。据《2020国民健康洞察报告》的数据显示,国民健康TOP10中,脱发问题占比27%。事实证明,脱发危机已经来临。我国目前有超过21%的男性和6%的女性患有脱发,这是大约2亿个受伤的灵魂。与父辈相比,现在年轻人脱发的平均年龄提前了15至20年。

有观点认为,脱发与睡眠不规律、不良饮食习惯,以及遗传因素(雄性激素脱发等)有关。这一观点也已得到了广泛的认可。但还有一点,恐怕是更多人没想到的。

北京时间6月24日,发表在《Nature Immunology》上的一项最新研究中,来自Salk研究所的研究团队发现,脱发是一种免疫系统攻击自己的毛囊导致的脱发性疾病,该研究再次强调了确定细胞和分子机制的重要性,并为治疗脱发提供了一种常见的分子靶点。


这是一项意外的发现。该团队起初并不是为了研究脱发。他们一直对 调节性T细胞 (Treg)和类固醇激素 糖皮质激素 在自身免疫性疾病中的作用感兴趣。

糖皮质激素(GC)具有广泛的功能,对发育、生长、代谢以及免疫功能等起着重要调节作用,是机体应激反应最重要的调节激素。糖皮质激素由肾上腺全身产生,也由受伤或炎症环境下的皮肤局部产生。它是临床上使用最为广泛且有效的抗炎和免疫抑制剂,包括治疗斑秃,这是一种以突然脱发为表现的自身免疫性疾病。

在这项新研究中,研究人员首先研究了糖皮质激素与Treg细胞在多发性硬化症、克罗恩病和哮喘中的作用。

他们发现,这些免疫成分在这些疾病中并不能协同发挥重要作用。因此,该团队转向观察Treg细胞表达特别高水平的糖皮质激素受体(GR)的环境。例如,在皮肤组织中。

首先,研究人员在正常小鼠和Treg细胞中缺乏糖皮质激素受体的小鼠中诱导了脱发。

两周后,他们观察到小鼠之间存在的显著的差异:正常小鼠长出了毛发;而没有糖皮质激素受体的小鼠可以说是“一毛不拔”


该研究第一作者、NOMIS免疫生物学和微生物发病机制中心博士后研究员Zhi Liu说:“这一现象非常引人注目,为我们指明了正确的前进方向。”

这些发现表明,Treg细胞和毛囊干细胞(HFSC)之间一定发生了某种交流,以允许头发再生。

接下来,研究人员利用多种技术来检测多细胞通信,研究了Treg细胞和糖皮质激素受体在皮肤组织样本中的行为。他们发现,糖皮质激素会指使Treg细胞激活毛囊干细胞,从而促进头发生长。它们之间的这种相互作用依赖于糖皮质激素受体诱导转化生长因子β3(TGF-β3)蛋白产生的机制,而且所有Treg细胞内都有这种机制。然后,TGF-β3激活毛囊干细胞分化成新的毛囊,促进毛发生长。


进一步的分析证实,该通路完全独立于调节性T细胞维持免疫平衡的能力。


该研究通讯作者、 NOMIS免疫生物学和微生物发病机制中心副教授Ye Zheng说:“现在,我们已经确定了上游的激素信号和下游的生长因子,它们实际上是完全独立于抑制免疫反应而促进头发生长和再生的。”

然而,Treg细胞在通常情况下不会这样产生TGF-β3。研究人员随后观察到这种现象发生在受伤的肌肉和心脏组织中,类似于在这项研究中脱毛模拟皮肤组织损伤。

研究人员表示,在急性脱发病例中,免疫细胞攻击皮肤组织,导致脱发。通常的治疗方法是使用糖皮质激素来抑制皮肤的免疫反应,这样它们就不会一直攻击毛囊。使用糖皮质激素有双重好处,一个是触发皮肤中的Treg细胞产生TGF-β3,另一个是刺激毛囊干细胞的激活。

据报道,用糖皮质激素治疗其他疾病会引起多毛症,其副作用表现为毛发过度生长。这些临床观察进一步强调了确定细胞和分子机制的重要性。糖皮质激素和TGF-β3的联系在脾脏Treg细胞以及来自受损心肌和骨骼肌的Treg细胞中也是保守的。这表明Treg细胞中的糖皮质激素受体–TGF-β3轴也可能是损伤后心脏修复和肌肉再生的关键调节因子

总之,这项新研究揭示了糖皮质激素在启动皮肤驻留Treg细胞通过TGF-β3与毛囊干细胞的串扰中发挥了意想不到的作用,表明干细胞与生态位驻留免疫细胞之间受激素信号调节的动态相互作用。

接下来,该团队将观察其他损伤模型,并从损伤组织中分离出Treg细胞,以检测TGF-β3和其他生长因子的水平变化。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41590-022-01244-9

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