米诺地尔、非那雄胺和PBMT是FDA批准用于治疗脱发的三种生发促进剂。米诺地尔和非那雄胺都是治疗脱发的临床有效药物,但是这两种药物可能会引起多种副作用并需要长期使用。在各种动物模型和临床试验中的研究表明,PBMT是治疗不同类型脱发且无副作用的有效策略。然而其具体机制尚未完全阐明。因此,阐明机制将解释不同人群中PBMT效果的差异,并为精确治疗提供理论依据。
在本研究中,我们首先在C57BL/6小鼠中观察到PBMT触发了毛囊干细胞的活化并减轻了衰老引起的毛囊萎缩。接下来的研究发现PBMT通过上调β-catenin表达来驱动静止的毛囊干细胞激活并触发新的毛发周期。通过使用Lgr5-CreER: β-cateninflox/ flox小鼠模型,我们证明了HFSC中β-catenin的丢失阻止了PBMT诱导的头发再生。从机制上讲,PBMT诱导ROS的产生激活PI3K/Akt/GSK-3β信号通路,以抑制毛囊干细胞中β-catenin的降解。此外,我们发现了,在体外培养的成纤维细胞,毛囊干细胞和真皮来源祖细胞在PBMT的照射下,唯有真皮来源祖细胞能够上调WNTs的表达,而成纤维细胞和毛囊干细胞中WNTs的表达无显著性差异。紧接着,在体层面对于WNTs的定位进行分析,发现在成年小鼠毛发静止期时,WNTs在真皮层表达,而PBMT能显著促进真皮细胞中WNTs的表达。这一结果给了我们启发,是否真皮细胞来源的WNTs能够以旁分泌的形式协同毛囊干细胞中的ROS共同参与了毛发在再生过程呢?我们使用毛囊干细胞和真皮祖细胞共培养体系,发现在二者共培养体系中共同接受PBMT,其毛囊干细胞中β-catenin的表达高于单独接受光照毛囊干细胞,而在共培养体系中加入WNTs分泌抑制剂IWP-2可逆转这一效应。总的来说,我们的工作表明,PBMT通过增加β-catenin的表达来激活毛囊干细胞,从而促进毛发再生,这与PBMT诱导的毛囊干细胞中的ROS和PBMT诱导的真皮细胞中WNTs分泌的协同作用有关。
作者专访
Cell Press细胞出版社特别邀请论文通讯作者邢达教授代表团队进行了专访,请他为大家进一步详细解读。