就在上周，《NatureCellBiology》刊登了這項(xiàng)美國加州大學(xué)洛杉磯分校研究人員的最新成果，他們在對毛囊干細(xì)胞代謝過程的研究中發(fā)現(xiàn)，毛囊干細(xì)胞中的乳酸對于新毛發(fā)的生長起著關(guān)鍵作用。當(dāng)毛囊進(jìn)入休止期后，毛囊干細(xì)胞中乳酸含量開始增加，原本處于靜止?fàn)顟B(tài)的毛囊干細(xì)胞被激活，促使開啟新一輪毛發(fā)生長周期。

　　更重要的是，研究人員已經(jīng)確定了兩種作用于皮膚細(xì)胞的藥物UK-5099和RCGD423，能夠提高毛囊干細(xì)胞中乳酸代謝水平，強(qiáng)烈促使新毛發(fā)的生長！

　　毛發(fā)的生長周期分為三個階段，生長期、退化期和休止期。人類的頭發(fā)在毛囊休止期自然脫落，正常情況下休止期之后，毛囊會重生，新的頭發(fā)也會生長出來，如此周而復(fù)始，直到毛囊徹底萎縮。毛囊之所以能夠維持這種周而復(fù)始的循環(huán)能力，就是因?yàn)槊业撞棵腋杉?xì)胞的存在。

　　在每一次的毛發(fā)生長周期中，毛囊干細(xì)胞的激活是先決條件。如果這些毛囊干細(xì)胞沒有被激活，毛發(fā)自然脫落后無法長出新的毛發(fā)，也就造成了“禿”的現(xiàn)象。毛囊干細(xì)胞的一生中，大多時候都處于靜止?fàn)顟B(tài)，但是當(dāng)需要長出新毛發(fā)的時候，毛囊干細(xì)胞能夠精準(zhǔn)進(jìn)入激活狀態(tài)。一直以來，科學(xué)家們對于毛囊干細(xì)胞兩種狀態(tài)精準(zhǔn)調(diào)控的機(jī)制知之甚少，也不清楚究竟什么原因阻止了毛囊干細(xì)胞的正?；罨?。

　　在這項(xiàng)研究中，研究人員的思路是，觀察毛囊干細(xì)胞在整個毛發(fā)生長周期中的新陳代謝動態(tài)變化，以期能夠找到有價值的線索。

　　果然，研究人員發(fā)現(xiàn)毛囊干細(xì)胞中比其它皮膚細(xì)胞存在更多的乳酸。與之對應(yīng)的是，研究人員還觀察到了毛囊干細(xì)胞LDHA基因（編碼乳酸脫氫酶）表達(dá)的顯著增加，以及乳酸脫氫酶活性的大幅增強(qiáng)。

　　乳酸脫氫酶是一種糖酵解酶，存在于機(jī)體所有組織細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi)，能催化丙酮酸生成乳酸。在細(xì)胞呼吸作用過程中，葡萄糖分子進(jìn)入細(xì)胞后，首先在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解為丙酮酸，丙酮酸進(jìn)入線粒體后，經(jīng)過我們熟悉的三羧酸循環(huán)或檸檬酸循環(huán)，也就是有氧呼吸過程，和氧氣結(jié)合產(chǎn)生二氧化碳與水，同時釋放大量能量，但是丙酮酸也可以不經(jīng)過有氧呼吸，在乳酸脫氫酶的催化下產(chǎn)生乳酸，并釋放少量能量。

　　也就是說，細(xì)胞呼吸作用過程中產(chǎn)生乳酸是正?，F(xiàn)象，但是毛囊干細(xì)胞中為何要比其它皮膚細(xì)胞產(chǎn)生更多的乳酸？研究人員進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，毛囊干細(xì)胞細(xì)胞中的乳酸，是在毛囊進(jìn)入休止期時顯著增加，然后又在新一輪毛發(fā)生長后，即毛囊干細(xì)胞回到靜止?fàn)顟B(tài)時再次降低。

　　事出反常必有妖！研究人員猜想，這或許和毛囊干細(xì)胞的激活有關(guān)。加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校廣泛再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究中心的Christofk博士表示，“我們對毛囊干細(xì)胞代謝的觀察，促使我們檢查利用減少丙酮酸進(jìn)入線粒體的方法會迫使毛囊干細(xì)胞產(chǎn)生更多的乳酸，這樣是否會激活毛囊干細(xì)胞并更快地長出頭發(fā)。”

　　為了確定乳酸脫氫酶活性是否與毛囊干細(xì)胞在毛發(fā)生長周期開始時的活化有關(guān)，研究人員在小鼠模型中敲除毛囊干細(xì)胞的LDHA基因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些基因缺陷小鼠未能進(jìn)入正常的毛發(fā)生長周期，大多數(shù)毛囊都停止在了休止期，也就出現(xiàn)了大面積的“脫發(fā)”。通過代謝組學(xué)進(jìn)一步分析確認(rèn)，LDHA缺失的毛囊干細(xì)胞中，乳酸水平以及其它糖酵解代謝物的水平顯著降低。

　　那么，增加毛囊干細(xì)胞中乳酸的產(chǎn)生，是否能夠激活毛囊干細(xì)胞活化，開啟新一輪毛發(fā)生長周期呢？

　　研究人員通過敲除Mpc1基因（Mpc1是丙酮酸進(jìn)入線粒體所需的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，其功能喪失會增加丙酮酸轉(zhuǎn)化成乳酸）創(chuàng)建Mpc1功能缺失的小鼠模型，來增加毛囊干細(xì)胞的乳酸產(chǎn)生。結(jié)果顯示，與同窩同期對照小鼠相比，Mpc1功能缺失的小鼠腹側(cè)和背部毛發(fā)在脫落之后（毛囊休止期），強(qiáng)烈加速開啟新一輪毛發(fā)生長。

　　也就是說，細(xì)胞代謝過程中乳酸產(chǎn)生的多少對調(diào)控毛囊干細(xì)胞增殖分化十分重要。如果人為增加毛囊干細(xì)胞代謝過程中乳酸的產(chǎn)生，則能夠使處于休止期的毛囊干細(xì)胞活化，促進(jìn)毛囊進(jìn)入新生，彌補(bǔ)之前脫落的毛發(fā)。另外，研究人員也發(fā)現(xiàn)，乳酸增加不會對于毛囊中的其它細(xì)胞產(chǎn)生影響。

　　這一發(fā)現(xiàn)是突破性的。文章通訊作者，分子細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)教授Lowry表示，“在此之前，沒有人知道增加或減少乳酸會對毛囊干細(xì)胞產(chǎn)生什么影響。我們看到改變細(xì)胞中乳酸的生產(chǎn)影響了小鼠毛發(fā)的生長，這就促使我們?nèi)ふ揖哂邢嗤男Ч?，并且可以作用于皮膚的潛在藥物。”

　　研究人員首先選中了UK-5099，這是一種成熟的線粒體丙酮酸載體藥理學(xué)抑制劑，其原理類似于Mpc1基因敲除，可以阻斷丙酮酸進(jìn)入線粒體，從而促進(jìn)乳酸的產(chǎn)生。在6對小鼠毛囊休止期進(jìn)行UK-5099藥物局部治療，結(jié)果顯示小鼠毛發(fā)生長周期強(qiáng)烈加速！代謝組學(xué)分析表明，UK-5099的局部治療，顯著增加了細(xì)胞代謝過程中乳酸的總水平。

　　除了UK-5099，研究人員還找到了另一種可以增加細(xì)胞內(nèi)乳酸代謝水平的藥物RCGD423。RCGD423通過激活JAK-STAT細(xì)胞信號通路，促進(jìn)Myc基因表達(dá)，Myc則可以調(diào)控乳酸脫氫酶基因LDHA的轉(zhuǎn)錄，增加乳酸脫氫酶的表達(dá)，進(jìn)而增加細(xì)胞代謝過程中乳酸的水平。

　　利用RCGD423進(jìn)行局部治療的結(jié)果正如預(yù)期的那樣，在進(jìn)入休止期毛發(fā)脫落的區(qū)域局部用藥后，迅速長出了新的毛發(fā)，另外研究人員觀察到毛囊間表皮的輕微增生。

　　研究論文的第一作者，Lowry實(shí)驗(yàn)室的AimeeFlores說，“這項(xiàng)研究，讓我們對激活干細(xì)胞的新方法有了更多有趣的見解。通過對毛囊干細(xì)胞局部用藥來刺激毛發(fā)生長的想法，是非常有希望的，而且這牽扯到數(shù)以百萬計被脫發(fā)困擾的人。我們目前只是初步了解到新陳代謝在毛發(fā)生長和干細(xì)胞中的關(guān)鍵作用，我們也期待著這些新發(fā)現(xiàn)在脫發(fā)治療以及更多領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。”