正常的毛囊不断经历生长期，退化期和休止期。毛囊乳头细胞位于毛囊底部，是一种对毛囊进入生长期起着重要促进作用的间叶细胞。丧失功能的毛囊乳头细胞不能有效地迁移和聚集，从而不能唤醒毛囊的再次生长【1】。研究表明，注射经过三维培养的毛囊乳头细胞球可以增强毛囊再生的能力【2】，预示了三维微环境可能激活了细胞的某些用于毛囊再生和修复相关的通路和蛋白的表达。

近日，北卡罗莱纳州立大学／北卡大学教堂山分校联合生物医学工程系程柯教授团队在Science Advances杂志发表了题为“Dermal exosomes containing miR-218-5p promote hair regeneration by regulating β-catenin signaling”的研究文章（胡诗琪博士为本文第一作者，程柯教授为通讯作者）。该文章揭示了三维培养的毛囊乳头细胞来源的外泌体高表达miR-218-5p以及成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF），这些有效因子的富集可能是三维细胞球可以促进毛囊再生的一个重要原因。文章分别对比了三维/二维培养的毛囊乳头细胞，三维/二维培养细胞得到的外泌体以及miR-218-5p的化学类似物和抑制剂对毛发生长的效果，逐层揭示了miR-218-5p在毛发生长中的重要作用，并提出了外泌体和miRNAs影响毛囊生长的可能的作用机制。

研究人员首先对细胞球能够促进毛发生长的现象进行了验证。二维/三维培养的毛囊乳头细胞通过角蛋白凝胶注射至小鼠单侧背部皮肤，对照组则涂抹商品药米诺地尔（Rogaine ）。三维培养的毛囊乳头细胞球（3D spheres）相较于单层培养的毛囊乳头细胞，能更有效地促进了毛囊中的β-catenin和CD133的表达。这两种蛋白的表达与毛囊干细胞的功能以及毛囊的再生息息相关。米诺地尔则没有特异性地激活毛囊相关的干细胞，而是主要促进血液循环和细胞增殖（Ki67标志物的表达）。

鉴于外泌体在细胞微环境和细胞间的通信作用，研究人员收集了二维和三维培养的毛囊乳头细胞来源的外泌体，对其携带的miRNAs和蛋白进行了分析。结果表明毛囊乳头细胞球来源的外泌体相较于单层培养的细胞的外泌体，高表达bFGF和miR-218-5p。其中，miR-218-5p可以抑制SFRP2蛋白的表达，而bFGF能够促进ERK1/2蛋白的表达，进而激活Wnt/β-catenin细胞通路，促使毛发进入生长期。

总体而言，该研究表明三维培养不仅激活了毛囊乳头细胞自身的功能，而且改变了其分泌的外泌体的成分。其中，文章主要讨论了miRNAs的作用。miR-218-5p可以通过抑制SFRP2蛋白质的翻译来调节β-catenin基因的表达。

随着生活节奏的加快和工作压力的累积，脱发一直是人们高度关注的话题。现有的一些生发产品需要长期使用，伴随的副作用不可忽视【3】，针对改善毛囊微环境进行的药物研究和开发仍然是一个难题。该项研究为外泌体和miRNA产品在生发领域的应用提供了理论支持。 (生物谷Bioon.com）

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