脂肪干细胞条件培养基及微针治疗脱发的研究进展

鲍 慧 张志丹 肖丽玲

（1.暨南大学附属第一医院整形外科，广东 广州 510630）

脱发是由多种毛发生长障碍引起的疾病，对患者心理有很大影响，超过50%的人有脱发困扰[1]。其中，雄激素性脱发（androgenic alopecia，AGA）和斑秃是最常见的两种脱发类型。关于脱发的药物治疗，目前，美国食品药品监督管理局批准的AGA治疗方法包括口服非那雄胺和局部应用米诺地尔[2-3]。然而，药物治疗只是延缓脱发，并且有出现不良反应的可能[3]。常用于斑秃的治疗方法为全身或局部应用激素或免疫抑制剂，治疗后患者常出现免疫抑制相关的不良反应[4]。利用干细胞进行生物工程再生毛囊的研究为脱发的治疗提供了新的途径。例如，脂肪干细胞条件培养基（adipose derived stem cell-conditioned medium，ADSC-CM）没有细胞成分，无免疫原性，不需要进行供体-受体匹配，这使其成为一个更优的选择。微针治疗作为一种微创的皮肤病学手术，在脱发治疗中的应用也逐渐增多，且微针治疗已经成功地与其他促进毛发生长的疗法例如米诺地尔、富血小板血浆和局部类固醇治疗等相结合，能够有效地刺激毛囊生长。本文对ADSC-CM及微针治疗脱发的现状综述如下。

1 脱发常见的病因及治疗

不同病因导致的脱发类型不同，分类方式也较多，常见的脱发类型包括：AGA、斑秃、女性型脱发、休止期脱发（TE）和恶性肿瘤引起的脱发及老年性脱发等[5]。脱发涉及两种类型的毛发干细胞的变化，包括人类毛囊干细胞（HFSCs）和真皮乳头细胞（DPCs）[6-7]，它们是头发正常再生的条件。

AGA是男性最常见的脱发形式，影响了近50%的男性人口[8]。AGA是由遗传和激素因素引起的常见脱发疾病，其特征是雄激素相关性的头发逐渐稀疏[9]。目前常应用于治疗AGA的药物包括非那雄胺及米诺地尔。应用非那雄胺及米诺地尔的效果是暂时的，需要持续应用才能保持疗效[10]。局部使用米诺地尔有多种不良反应发生，如接触性皮炎、瘙痒、干燥和面部多毛症[11-12]。非那雄胺是II型5α-还原酶的选择性抑制剂，通过阻断睾酮向双氢睾酮的转化，可有效防止雄激素依赖性毛囊缩小[13-14]。虽然口服非那雄胺可以治疗95%的男性脱发，但只有66%的男性实现了中等程度的毛发再生，5%的男性实现了显著的毛发再生[15]，同时有可能导致男性性功能障碍、情绪障碍以及前列腺癌风险增加[3]。AGA患者发生脱发时，祖细胞受损，但HFSCs仍保留，因此这种脱发是可逆的[16]。然而，即使HFSCs仍存留，更有效增殖的DPCs数量却显著降低[7]。因此，毛发组织工程的目标是通过体外培养ADSC-CM、体内恢复DPCs活性，同时通过分泌物刺激毛囊干细胞生长等方法，诱导毛发快速再生。

女性型脱发是女性最常见的脱发形式，其脱发的过程称为“毛囊小型化”，发病原因尚不清楚，可能与遗传及雄激素有关[17]。米诺地尔是女性型脱发的主要治疗药物，如上所述，这种药物在治疗后可能发生一些不良反应；将非那雄胺和米诺地尔联合可有效治疗FPHL，但由于其致畸作用，这种疗法仅限于绝经后妇女。其他治疗方法包括富血小板血浆（PRP）、微针及植发等[18]。

斑秃的病因暂不明确，免疫和遗传因素均可导致这种疾病[4]，表现为非瘢痕性脱发，其组织学特征是由CD4+和CD8+T细胞组成的毛囊内或毛囊周围淋巴细胞浸润。最常见的治疗方式是病灶内皮质类固醇注射；其他治疗包括局部和全身应用皮质类固醇、米诺地尔等。这些药物可能产生许多不良影响，如体质量增加、缺血性坏死、高血压、糖尿病、睡眠障碍、情绪变化、痤疮、过敏反应[4]。休止期脱发是指毛囊休止期时头发的过度脱落。常见原因包括急性重症、发热、手术、营养不良、慢性疾病以及口服避孕药等。通常在去除病因后，脱发状况会明显改善[19-20]。恶性肿瘤引起的脱发与化疗相关，化疗药物在通过破坏快速分裂的癌细胞起治疗作用的同时，也破坏掉身体的其他快速分裂细胞（如毛囊），这种不良影响导致化疗引起的脱发从1～3周开始，并在1～2个月时达到峰值[8]。

除药物治疗脱发外，头发移植手术效果显著，可以直接改善脱发患者的外观，适用于大部分类型的脱发患者。据研究，目前，毛囊移植存活率最高达95%[21]，但毛发移植的本质是自体优势资源再分配，有限的供区限制了毛发移植受体的治疗满意度。同时，出于长远考虑，不建议年轻脱发患者进行头发移植手术。因此，脱发患者迫切需要有提高疗效、减少不良反应且不易产生耐药性的替代疗法。

随着再生医学的发展，干细胞应用为脱发治疗开辟了新的途径。干细胞参与组织和器官的发育和再生，具有自我更新能力和多系分化潜能[22]。干细胞的移植可能使毛囊再生成为现实，其特点是免疫原性弱，分化能力强[23]。然而，近年来有研究报道多能干细胞的移植存在有致瘤风险，保质期短，需要专门的生产、运输和储存条件，成本较高等问题[24]。由于对更安全、高效和经济有效的治疗方法的需求，近几十年来，来自干细胞的条件培养基刺激了头发研究领域的发展。

2 ADSC-CM治疗脱发

2.1 ADSC-CM的制备 一般首先采用基础培养基(含10%胎牛血清，1%青霉素和链霉素的DMEM 生长培养基)体外培养ADSC[25]，至ADSCs第4代细胞达到70%～80%融合时，换用无血清及抗生素的培养基培养，即以DMEM代替基础培养基。体外培养2～3 d后，以300g×10 min离心。使用0.22 μm的过滤器过滤，收集上清，即ADSC-CM[24]。由于无细胞状态，ADSC-CM的一个重要优点是它与受体的免疫相容性—不需要作为细胞疗法先决条件的供体-受体匹配。与干细胞相比，ADSC-CM生产所需的时间和成本更低，大量生产的可能性更高，保质期更长[26]。此外，ADSC-CM可以实现大规模生产、冷冻干燥以及易于包装、运输和储存，这对于临床应用来说更加经济和实用。

2.2 ADSC-CM的作用机制 许多研究指出，脂肪组织及其提取物(脂肪干细胞、ADSC-CM)能够促进毛发生长。Narita等[27]的一项临床研究中，将21例患有AGA的男性及19例患女性型脱发患者通过每月皮内注射ADSC-CM治疗6个月，结果发现ADSC-CM对毛囊的再生有效。Xiao等[28]建立了C57小鼠的脱发模型，并予以两种条件培养基（脂肪干细胞基质胶条件培养基及ADSC-CM）处理，结果，两种条件培养基中的各种生长因子如血管内皮生长因子（VEGF）、β-成纤维细胞生长因子（β-FGF）及角质细胞生长因子（KGF）等分泌增加；且与对照组相比，条件培养基组可促进小鼠毛发生长。Park等[29]建立了C3H/NeH小鼠脱发模型，证实了ADSC-CM中含有多种可促进小鼠毛发生长的生长因子，且在缺氧条件下培养出的ADSC-CM中生长因子含量增多，促毛发生长效果更佳。这些报道中，其效应机制主要指向ADSC-CM中的生长因子。脂肪干细胞具有强大的分化、再生、修复和分泌功能，可通过分泌细胞因子、调节细胞周期、促进血管新生以及抗炎、抗氧化等综合作用，促进毛乳头、毛囊干细胞的再生和增殖，进而正性调节了毛发的生长。

毛囊是一个自我更新的微型器官，在成年人的生命中会在不同时间经历生长期（生长初期），衰退期（生长中期）和休止期（生长终期）的周期[30]。干细胞通过刺激信号传导通路、释放多种生长因子，调节头发的生长，刺激毛囊发育并抑制细胞凋亡，从而延长生长期，诱导细胞生长。

ADSC-CM中的活性因子在毛囊的增殖中起到很大作用。如VEGF通过刺激血管生成来调节毛发生长和毛囊大小，胰岛素样生长因子1(IGF-1)控制毛发生长周期和毛细胞分化。ADSCs的旁分泌活性非常复杂，干细胞分泌的因子对毛囊有直接和间接的影响（见表2）。考虑到与毛发再生相关的自然反应是涉及毛囊干细胞的激活和分化的复杂过程，一组旁分泌因子而不是ADSC-CM中单个旁分泌因子负责触发反应[26]。需要进一步的研究来确定有利于毛发再生和生长的关键生长因子和细胞因子。

表2 ADSC-CM分泌的细胞因子

ADSC-CM还通过Wnt途径参与毛发生长的静止期到生长期的发展。Wnt信号转导途径被认为是刺激毛发生长的关键因素。Xiao等[28]和Park等[29]的研究均表明，ADSC-CM不仅通过旁分泌生长因子促进毛发生长，还可通过Wnt途径激活毛囊。在成人毛发周期中，生长期开始时就可以观察到Wnt活性，在毛干分化期间，生长期毛囊的前皮质中也可以观察到Wnt活性[37]。已有研究证明了Wnt/β-catnein激活在毛囊生长中的必要作用，但Wnt信号的这种动态模式在毛囊发育和成人毛发周期中是如何调节的尚不清楚。

3 微针用于治疗脱发

微针治疗也称为经皮胶原诱导疗法，通过滚动微针至皮肤轻微出血，在皮肤上形成微孔，增加药物和活性成分的渗透性。微针还可以促进血小板衍生生长因子、转化生长因子α和β）、VEGF、FGF、表皮生长因子及Wnt蛋白等释放增加，而不会明显损害表皮[38-40]。与ADSC-CM类似，微针疗法通过释放上述生长因子并刺激Wnt/β-catenin信号通路的传导，介导了头发的形态发生和毛细血管的生长。Kim等[39]将微针应用于C57小鼠后发现，微针可通过上调Wnt/β-catenin通路，促进VEGF等生长因子释放，促进小鼠毛发生长。

在我国传统医学中，使用梅花针在头皮脱发区刺出多个微孔直至轻微出血，可起到疏通经络、行气活血、促进血液循环，改善受损毛囊、促进毛发再生等作用。Li等[41]以87例脱发患者作为研究对象，按随机数字表法分为西药组和中药组，西药组给予胱氨酸片口服，中药组采用梅花针针刺后服用益气固表的中药治疗，得出中药组总有效率显著高于西药组的结论；研究表明，梅花针针刺可以有效促进脱发部位的血液循环，调理气血，使气血流通更加顺畅，刺激脱发部位萎缩的毛囊尽快恢复功能，促进头发的生长，同时通过神经体液调节，加快新发增长。我们认为，微针与中医梅花针有相似的作用机制。

虽然检测微针疗效的相关研究数量有限，但微针已经成功地与其他促进毛发生长的疗法联合使用，如米诺地尔、血小板血浆和局部类固醇药物，并有结果显示可以刺激毛囊生长。Lee等[42]将生长因子联合微针应用于女性型脱发患者，证实了二者联用对增加头发密度是安全有效的。Sasaki[43]将微针及PRP联用，发现二者有协同作用，可改善多种皮肤及脱发问题。 Chandrashekar等[44]用微针配合曲安奈德局部应用治疗两名抗药性斑秃，结果也令人满意。通过以上研究可以发现，微针作为有前途的治疗资源，可与其他治疗方法结合使用，不仅有侵入性小、有助于渗透等优点，同时可增加多种生长因子及Wnt蛋白等释放，而不会明显破坏表皮。

4 结 语

目前，ADSC-CM应用于毛发再生还处于起步阶段，不可避免地存在一些挑战：①ADSC-CM的给药方法、贮存方案、给药剂量都有待深入研究。②不同捐献者、不同批次的ADSCs在有效性、安全性方面不尽相同，随之的治疗效果也不尽相同，还需要研究验证[45]。③培养条件会影响ADSC-CM中分泌因子的组成，首先，与常氧条件相比，缺氧条件下干细胞的增殖增加，缺氧还可以通过增强某些生长因子的分泌来增强干细胞的旁分泌作用[46]；其次，在3D系统中生长的细胞显示出更高的生存力，在增殖、分化、基因表达和蛋白质合成等方面也更优[47]。④ADSCs在培养过程中会加入一些化学制剂，这些化学物质也会影响头皮环境。未来可以尝试将上述参数标准化，以获得成分一致的ADSC-CM。

综上，ADSC-CM及微针均对脱发有显著疗效，基于回顾性临床研究的结果，使用ADSC-CM联合微针治疗脱发是有希望的。今后可以进一步研究ADSC-CM联合微针对脱发中毛发再生的影响，开展更大样本量的随机安慰剂对照研究，确定治疗方案，为脱发患者提供更高效的治疗方式，以提高脱发患者的预后。