文献综述：干细胞治疗雄激素脱发的研究进展

图1 毛囊结构图（A）和不同时期的毛囊特征（B）[8]

额头发际线呈“M”型衰退和头顶毛发变薄是男性型的AGA典型模式特征。该过程主要是由于Ⅱ型5α还原酶的表达差异造成的。这种酶主要存在于毛囊的内根鞘中，可以将睾酮转化为与雄激素受体具有更高亲和力的二氢睾酮（dihydrotesterone，DHT）。与枕部头皮不同，头顶部头皮的毛囊表达更多的Ⅱ型5α还原酶，进而对雄激素更敏感。这样导致头顶毛囊的生长期缩短，退行期和休止期延长，使得毛囊小型化转化为毳毛。

研究表明Wnt/β-catenin、TGF-β、BMP等信号通路以及多种细胞因子相互串扰调控着毛发的生长周期，在AGA发病过程中这些信号通路会受到影响（图2）。研究发现，Wnt/β-catenin信号通路的中断在DHT导致的脱发中具有重要作用，包括Wnts配体的减少及其拮抗蛋白的异常高表达。Wnt/β-catenin通路的生理抑制剂Dickkopf相关蛋白1（DKK1）在脱发区域高表达，DKK1的表达与雄激素性脱发患者头皮内生长期毛囊的显著减少相关。DHT处理毛乳头细胞，增加了该细胞中DKK1的表达，从而诱导毛囊角质形成细胞凋亡。将AGA患者来源的毛乳头细胞与角质形成细胞共培养，研究发现源于AGA患者的毛乳头细胞中Wnt3a的表达明显降低，共培养后抑制了角质形成细胞的增殖，最终导致毛发不能正常生长。此外细胞实验表明，DHT处理的毛乳头细胞的上清液能够抑制毛囊干细胞的分化。

这些结果表明，DHT对毛乳头细胞的持续刺激抑制了毛囊中Wnt/β-catenin信号通路的传导，这对于抑制毛发生长和毛囊分化具有关键作用。此外，研究还表明Wnt/β-catenin对毛发生长的调控除了经典的Wnt配体-受体模式外，毛乳头细胞中的AR还可以直接竞争性地结合β-catenin，从而抑制毛乳头细胞中β-catenin的信号传导以及下游靶基因表达。

图2 雄激素脱发中毛发生长的信号调控[22]

Wnt：无翼/集成蛋白；Frizzled：卷曲受体；LRP：低密度脂蛋白；R-spondin：重组脊柱蛋白；DKK-1：Dickkopf相关蛋白1；DHT：二氢睾酮；5α reductase：5α还原酶；Testosterone：睾酮；Akt：蛋白激酶B；Erk：细胞外调节激酶；Gsk3β：糖原合成激酶-3；β-catenin： β-连环蛋白；LEF/TCF：淋巴增强结合因子/转录因子；Gli1：Gli家族锌指蛋白1；Smads：smad家族蛋白；TGF-β：转化生长因子β；BMP：骨形态发生蛋白；EGFR：表皮生长因子受体；EGF：表皮生长因子；FGFR：成纤维细胞生长因子受体；FGF：成纤维细胞生长因子；shh：音猬因子蛋白；SMO：平滑受体。（→：促进或激活；┤：抑制）

骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）属于转化生长因子（transforming growth factor，TGF）超家族的一种分泌蛋白，主要参与毛囊干细胞的分化过程。BMP配体通过与特定的受体相互作用发挥生物活性。研究发现BMP的拮抗剂Noggin与BMP蛋白受体竞争性结合，可调节毛囊干细胞的增殖与分化。Noggin由间充质细胞分泌和表达，可诱导胚胎中的毛囊形态发生。Noggin活性在毛囊生长期逐渐增加，在静止期减弱，表明Noggin表达随毛发生长周期变化而变化。研究发现，雄激素可下调毛乳头细胞中的人骨形态发生蛋白-2（bone morphogenetic protein-2，BMP2）和人骨形态发生蛋白-4（bone morphogenetic protein-4，BMP4），导致毛乳头细胞不能被激活从而不能诱导毛囊干细胞分化。此外，研究发现DHT刺激毛乳头细胞中TGF-β2的合成，促进上皮细胞凋亡，导致毛囊不能正常生长最终脱发。因此，未来靶向Wnt/β-catenin、BMP、TGF-β等信号通路的合成药物的开发用于治疗脱发将很有应用前景。

细胞因子的调控在毛发生长中起着关键作用，例如血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor VEGF）、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor，FGF）、血小板衍生生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）等。体外研究表明，干细胞对血管和毛囊生长的促进作用与这些营养因子的分泌密切相关。营养因子可以促进毛发生长时毛囊周围血管形成，增加毛乳头细胞和毛囊的大小从而加速毛发的生长。临床已经证实，在AGA患者头皮中，VEGF的表达受阻，因此毛发不能正常生长，而米诺地尔用于治疗患有AGA的男性和女性的毛发生长也与其扩张毛囊中的血管相关。因此，干细胞对毛发生长的调控作用除了直接激活毛发生长的信号外，还可通过分泌各种营养因子支持和维护毛发的生长。

目前，美国食品药品监督管理局（FDA）批准的临床上用于治疗雄激素的药物为非那雄胺和米诺地尔，但目前有一些其他药物或疗法也具有促进毛发生长的作用（表1）。

表1 治疗雄激素脱发的方法及副作用

药物/疗法机 制副作用米诺地尔血管扩张剂接触性皮炎、多毛症非那雄胺5α还原酶抑制剂性功能障碍、心理疾病度他雄胺5α还原酶抑制剂性功能障碍螺内酯雄激素受体拮抗剂高钾血症、月经紊乱高浓度血小板血浆生长因子促进头发生长过敏、血肿手术移植头发再生供体毛囊要求高

非那雄胺是Ⅱ型5α还原酶的抑制剂，通过降低血清和头皮中的DHT浓度，从而促进毛发生长；而米诺地尔则可扩张血管、诱导VEGF高表达，从而增加血管分布和对真皮乳头的营养供应以促进毛发生长。然而，非那雄胺连续服用1年以上才能观察到毛发生长，并且需要持续使用才能维持毛发生长；一旦停药超过6个月，毛发再生效果将丧失。同样，米诺地尔也必须连续使用1年以上方能见效，效果也会随着药物的停止而丧失。可见，这两种药物在治疗AGA中需要患者具有极佳的依从性。然而长期使用非那雄胺和米诺地尔会带来诸多不良反应，非那雄胺易导致男性勃起和射精功能障碍、男性乳房发育、睾丸疼痛和抑郁；而米诺地尔易导致接触性皮炎、刺激性皮炎和面部多毛症。

1868年，德国著名生物学家Ernst Haeckel首次使用“干细胞”一词来描述具有自我更新和分化潜能的细胞，这些细胞能够分化为多个细胞谱系，是组织不断更新和再生的基础。根据来源的不同，可将干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞，而基于这些细胞的治疗统称为干细胞疗法。目前，用于干细胞疗法的干细胞大部分为成体干细胞，已经发现成体干细胞对多种疾病均具有显著疗效。这些作用一方面依赖于直接修复人体内受损伤的细胞或组织，另一方面通过旁分泌因子，如VEGF、PDGF、FGF、转化生长因子（transforming growth factor，TGF）、胰岛素样生长因子（insulin like growth factor，IGF）、诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）、白细胞介素7（interleukin-7，IL-7）、白细胞介素10（interleukin- 10，IL-10）、趋化因子受体2（C-C motif chemokine ligand 2，CCL2）、趋化因子受体5（C-C motif chemokine ligand 5，CCL5）、趋化因子受体9（C-X-C motif chemokine ligand 9，CXCL9）等激活邻近细胞或恢复病变部位的微环境稳态。已有大量临床前研究表明，干细胞可以通过免疫调节或旁分泌作用延缓肾、肺、心、肝等多个器官疾病的发生发展。目前也有多个临床试验将干细胞及干细胞衍生物运用于治疗AGA（表2）。

表2 干细胞治疗雄激素脱发的临床试验概述

干细胞种类临床试验NCT码研究状态脂肪来源间充质干细胞NCT03388840Ⅳ期临床脂肪干细胞条件培养基NCT05296863Ⅲ期临床基质血管组分（SVF）NCT02865421Ⅱ期临床毛囊真皮鞘细胞（毛囊干细胞）NCT01286649Ⅱ期临床脐带血间充质干细胞条件培养基NCT03676400临床前研究脂肪干细胞成分提取物NCT02594046临床前研究

干细胞被认为是一种可行且安全的治疗方法。细胞来源、供体来源、产品生产和受体疾病状态是干细胞治疗的安全性和有效性相关的重要因素。目前有多个研究发现间充质干细胞以及干细胞衍生物具有治疗AGA及促进头发生长的作用。

3.1　脂肪间充质干细胞

脂肪来源的间充质干细胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）存在于皮下等脂肪组织中，较易获得。脂肪组织是再生分子的仓库，可从脂肪组织中提取到各种再生产物包括纳米脂肪、血管基质组分（stromal vascular fraction，SVF）、间充质干细胞、脂肪来源的干细胞条件培养基（adipose-derived stem cells-conditioned medium，ADSC-CM）和细胞外囊泡（extracellular vesicles EV）等。SVF具有抗炎和抗雄激素特性，因此对AGA有一定的治疗作用。ADSCs可以分泌多种生物活性分子，例如VEGF、IGF、肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）和血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）。这些生长因子可作用于周围细胞从而调节毛囊生长的微环境，它们对于新血管形成起重要作用，这在许多类型脱发治疗中起着至关重要的作用。

脂肪组织来源的干细胞治疗脱发的作用受到广泛关注，头发移植前将自体来源的ADSCs注射到头皮中，能够增加头皮的血管分布，增加移植头发的存活率。许多研究表明，在使用脂肪来源的细胞和产品治疗脱发方面取得了相当大的成果。一项研究表明，从健康女性中收集脂肪提取间充质干细胞并在体外培养，收集脂肪来源的间充质干细胞分泌的蛋白质制成冻干粉，经皮内注射到AGA患者的头皮中，使得患者的毛发的数量及密度在视觉上有明显的增加。ADSCs可分泌较多的表皮细胞生长因子（epidermal growth factor，EGF）、VEGF等，其在促进毛发生长中起到关键作用。

3.2　毛乳头细胞

毛乳头细胞位于毛囊底部向内凹陷的毛球中，属于真皮源性干细胞。毛乳头细胞可以刺激毛囊干细胞，调节毛发生长周期。毛乳头细胞中表达丰富的雄激素受体，当雄激素与雄激素受体结合后，会以受体配体复合物的形式转移到细胞核，作用于染色质上雄激素受体反应元件引起下游靶基因的表达，从而对毛发生长周期产生影响。由于AGA患者脱发区域Ⅱ型5α还原酶活性显著升高，导致产生更多与雄激素受体亲和力更高的DHT，当DHT与雄激素受体结合，毛乳头细胞会释放一些细胞因子抑制毛发生长或者使毛发生长周期紊乱。研究证明毛乳头细胞在体外培养，传代几次后失去诱导毛囊形成的能力。Li等提取毛乳头细胞分泌的外泌体可以介导毛囊间细胞的信息交流，其刺激HFSC后，促进HFSC的增殖，抑制了HFSC的凋亡，从而对毛囊的生长起到促进作用。Osada等通过三维球形培养物包裹毛乳头细胞，可恢复毛乳头细胞的诱导能力，并能够在人体皮肤中诱导新毛囊产生。Lou等收集毛乳头细胞的条件培养基，通过皮下注射的方式给予18例女性AGA患者进行治疗，结果发现治疗部位有明显毛发生长。

3.3　脐带血间充质干细胞

人脐带血间充质干细胞（human umbilical cord blood mesenchymal stem cells，hUCBMSCs）来源于新生儿的脐带组织，从脐带静脉血管中分离得到。hUCBMSCs具有组织修复能力，可直接修复损伤组织或通过旁分泌作用分泌生长因子发挥作用。旁分泌作用是hUCBMSCs发挥作用的主要机制［48］，在治疗脱发时他们主要作用于毛乳细胞。体内、外研究证明，hUCBMSCs治疗后通过激活毛乳头细胞中的Wnt/β-catenin 通路，动员毛乳头细胞分泌促进毛发生长信号，从而打破休止期。体外实验表明，hUCBMSCs与毛乳头细胞共培养后，可以引起胰岛素样生长因子结合蛋白1（insulin like growth factor binding protein 1，IGFBP-1）和VEGF表达上调。一项双盲安慰剂对照研究，表明源自hUCBMSCs的条件培养基对AGA患者进行局部注射治疗，观察到治疗后患者毛发密度、生长速度显著增加。此外，MSC分泌迁移抑制因子（migration inhibitory factor，MIF），通过激活Wnt/β-catenin通路调节毛乳头细胞分泌VEGF，从而促进头发生长。

3.4　脐带间充质干细胞

人的脐带血管包裹在胶状物质中，这种胶状物质称为华通氏胶。分离华通氏胶，经体外培养可获得间充质干细胞成为脐带间充质干细胞（human umbilical cord mesenchymal stem cells，hUCMSCs）。hUCMSCs较成体干细胞来源更加初始，免疫原性低、倍增时间短，且在获得时对人体不会带来任何伤害。目前hUCMSCs的使用不涉及任何道德伦理问题，因此是作为间充质干细胞的理想来源。Aljitawi等研究表明，hUCMSCs具有发育成外胚层谱系细胞的能力，当hUCMSCs在促进骨分化的培养基中培养时可产生CK19阳性细胞和毛发样结构。本课题组研究发现，通过皮内多点注射hUCMSCs可激活AGA模型小鼠毛囊进入生长期，从而促进了小鼠的毛发生长；同时在体外，通过hUCMSCs与DHT刺激后的毛囊干细胞共培养，可明显促进毛囊干细胞的增殖，其可能是通过激活了Wnt/β-catenin信号通路促进与增殖相关靶基因的表达。

3.5　其他来源的干细胞

除上述介绍的干细胞可用于治疗AGA，目前还有少部分文献报道其余来源的干细胞可用于治疗AGA。研究发现，在动物模型的真皮内注射骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMMSCs）后，可激活毛囊从静止期到生长期，可促进毛发的生长。BMMSCs具有入侵性，且获得时需骨髓穿刺给患者带来巨大痛苦，亦必须充分了解BMMSCs的生物学功能以及治疗AGA的机制后才能应用于临床。

脱发是一种难以治疗的疾病，单独使用FDA批准的药物进行治疗往往伴随着较大的副作用和停药后复发。本文总结了可用的干细胞疗法，几乎所有的体内外实验均表现出干细胞治疗可改善脱发促进毛发生长，并且没有副作用，因此具有广阔的应用前景。干细胞治疗AGA的机制主要是通过旁分泌作用分泌细胞因子和生长因子，调节毛囊生长的微环境，从而调控毛发的生长。随着再生医学的探索，干细胞衍生的分泌蛋白（包括囊泡和外泌体）已成为治疗多种疾病的重要选择，它较干细胞直接治疗具有成本低，易于储存和运输等优势。但是目前将干细胞及干细胞的产品（细胞及细胞产品移植数量以及移植方法）运用于临床试验中缺乏一致性和标准化，这限制了研究结果的比较，这可能也限制了干细胞运用于临床研究的进步。这些疗法虽然存在着挑战和不确定性，但是它们在再生医学中的潜力是不可否认的，并且对该领域的影响仍然很大。因此，需要克服目前干细胞运用于临床的局限性以及障碍，结合新的技术以及研究改进干细胞在再生医学中使用合理性、有效性、规范性，从而推动再生医学的发展。

文献来源

晏文静，刘建兴，金亮.干细胞治疗雄激素脱发的研究进展［J］.中国药科大学学报，2023，54（3）：372–379.返回搜狐，查看更多