毛發對於人的外貌尤為重要,脫發嚴重影響人的社交形象並造成精神心理壓力。統計數據顯示,目前全球脫發患者已超 20 億人,其中國內達 2.5 億人,男性占 1.5 億人。國內脫發的發病率近 20 年來增長近 10 倍,且呈現年輕化趨勢。
國內乃至全球脫發患者基數龐大,已成為困擾廣大年輕人的全球性重大毛發疾病,與此同時,醫學界針對脫發治療的研究也在不斷深入,目前已經開發出包括藥物治療(主要是激素類)、植發技術、再生醫學等多種療法。
其中,多數脫發患者通常會選擇 藥物 作為首選治療策略,然而這些藥物的療效因人而異,有些藥物雖然可以有效改善脫發癥狀,但需要長期用藥才能維持療效,難以從根本上治愈,且往往伴隨有副作用。
現階段,脫發的治愈仍然是一個世界難題,全球對於新藥的開發有著巨大需求。
近期,日本橫濱國立大學 Junji Fukuda 團隊發現 肉桂酸可以透過啟用催產素受體表達並增加毛乳頭細胞中與毛發生長相關的基因表現,從而促進毛發生長 ,為未來脫發治療藥物開發帶來一種新策略。
(來源:
Scientific Reports
)
目前,這項研究發現已經以「Cinnamic acid promotes elongation of hair peg-like sprouting in hair follicle organoids via oxytocin receptor activation」為題發表在 Scientific Reports 上。
「基於我們此次的這些研究成果,可能有助於今後開發 以催產素為靶點的治療脫發的新型藥物 。」這篇論文的通訊作者、日本橫濱國立大學工程學院教授 Junji Fukuda 表示。
此前,Junji Fukuda 實驗室團隊曾圍繞催產素開展了大量探索,他們透過初步研究發現 催產素是一種潛在的毛發生長促進劑 。具體而言,催產素能夠上調或增加毛乳頭細胞中與毛發生長相關的基因表現,意味著催產素可以促進人類毛囊中的毛發生長。
然而,催產素本身的 分子太大 ,而且 分解太快 ,難以被人體皮膚直接吸收。「盡管催產素本身並不是一種很好的局部套用於脫發治療的候選藥物,但我們觀察到它的作用效果確實非常顯著,因此,需要 小分子的催產素替代品來透過皮膚局部給藥來啟用催產素的訊號通路。 」研究人員指出。
隨後,Junji Fukuda 和團隊開始把註意力轉向了一種可以啟用催產素受體表達的小分子 —— 肉桂酸 。
▲圖|研究概覽(來源:
Scientific Reports
)
肉桂酸,也稱為 β-苯丙烯酸,是一種從肉桂皮或安息香分離出的有機酸。作為一種兼具多種功能的重要有機化合物,肉桂酸在食品添加物、生物醫藥、美妝護膚、農藥以及有機合成等眾多領域有著廣泛套用。
例如,在食品領域,肉桂酸主要用作香料和防腐劑,可增加食物的口感和香味並延長食物保質期;在醫藥領域,肉桂酸由於具有抗氧化、抗炎癥、抗菌和降血糖等多種藥理作用,可被用於治療 2 型糖尿病、心血管疾病等,並且還可以作為局部麻醉劑、止血劑的原料,以及合成乳酸心可定及氯苯氨丁酸等重要藥物。除此之外,由於肉桂酸能夠抑制黑色素的形成,隔離紫外線保護皮膚,其已經成為防曬霜中必不可少的成分之一。
▲圖|催產素受體拮抗劑和肉桂酸對毛乳頭細胞的處理(來源:
Scientific Reports
)
近年來,有研究發現肉桂酸對於人類真皮成纖維細胞具有一定的 抗衰老 作用,還有研究發現其可上調成纖維細胞中催產素受體的表達,增加肌腱蛋白 X 的產生,增強皮膚彈性。
受到這些新研究的啟發,Junji Fukuda 和團隊推測肉桂酸可能會啟用人毛乳頭細胞的催產素訊號通路從而促進毛發生長。
為了驗證這種理論機制,他們在不同濃度的肉桂酸培養液中培養毛乳頭細胞。研究發現經過 肉桂酸處理後會增加催產素受體的表達 ,從而產生更多催產素並增加人毛乳頭細胞(毛囊中的間充質細胞)中毛發生長基因表現。
「在低於 500μg/mL 的濃度下,我們觀察到催產素受體表達和與毛發生長相關的基因的表達 呈劑量依賴性增加 。」這篇論文的第一作者、橫濱國立大學助理教授 Tatsuto Kageyama 表示。
然而,他們的這種試驗方法其實並不嚴謹,測試這種治療方式有效性的最佳方法是, 基於從脫發患者頭皮上采集的毛囊 ,並在培養基中進行培養和試驗,這才是 最接近於人體試驗 的測試方法。
但是考慮到脫發患者個體之間的差異性非常大且難以收集足夠多的樣本,很難獲得數量足夠大且具有代表性的可靠試驗結果。
為了解決這個問題,Junji Fukuda 和團隊開發了 毛囊類器官 ,這是一種由取自多個毛囊的細胞構建的組織類器官,可以在培養基中生長,基於這種類器官進行實驗,可以提供更廣泛且更可靠的試驗數據。
▲圖|基於毛囊類器官的生長試驗(來源:
Scientific Reports
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這種毛囊類器官不會長出毛發,取而代之的是,它們長出了 類似毛軸的結構 。他們在肉桂酸培養液中培養這種毛囊類器官,觀察到軸狀結構的長度 增加了 1.25 倍 。雖然這一數碼略低於他們此前對催產素研究中發現的增加 1.3 倍,但足以表明 肉桂酸具有與催產素相接近的促進毛發生長的效果。
Junji Fukuda 團隊表示,接下來將圍繞脫發小鼠模型開展 體內試驗 研究,以確定 透皮給藥的療效和劑量 ,並闡明這種治療帶來的副作用。
「此次我們鑒定出肉桂酸可作為一種具有促進毛發生長特性的特殊化合物,為提高脫發治療藥物有效性帶來了新的思路,與此同時,對催產素訊號介導的毛發生長促進作用機制的探索將為毛發護理領域提供新的見解,同時也有助於加快在藥物發現領域尋找靶向催產素受體表達的新型治療藥物。」Tatsuto Kageyama 說道。