人类毛发研究进展论文

你搜索hair structure之类的一大堆，国内国外都有的，头发还是有很多人做研究的，因为和美容美发有关，好歹是个产业，不然那些个染发剂、烫发药剂你以为都是凭空想出来的啊？

体毛是基因遗传，无所谓哪里越多越健康。传统观念是认为应该是阴毛越多，发育的越好，然而这个是猜测而已，并无科学道理。阴毛也是基因遗传，每个人都有点遗传差异。体毛多的人是因为皮肤毛囊对雄性激素敏感，比如西方白人，他们的皮肤毛囊对雄性激素就很敏感，犹如女人的皮肤毛囊，所以体毛旺盛。对于女性来说，女性的体内雄性激素非常低，所以体毛很少很浅，但是由于女性的皮肤毛囊对雄性激素最敏感，稍微让雄性激素的作用多一点，就会体毛多，而雄性激素一旦多，会造成激素不平衡，激素不平衡会给女性的身体带来一系列的危害，包括月经不调，性欲降低，不孕不育等等。所以女性体毛越少是越健康的！

人身体热量散失最快的地方就是头顶。所以人类的头发会在进化时候保留下来。其实其他的体毛也会生长，只是到了一定长度就会脱落，所以不会过长。呵呵。人类的头发归根结底还是为了保护体温的。

最近网络上流传一个说法，以特定方式拔头发可以治疗脱发，并声称是来自发表在Cell杂志上的一篇科学研究报告[1]。

这是真的吗？

答案是否定的。这种说法只是媒体对Cell上发表的一项动物实验研究的误读。

一项什么样的研究

这是一项由南加州大学研究人员，与中国台湾和苏格兰的合作者共同完成的动物实验研究，在线发表在2015年4月9日的Cell杂志上，论文标题为“器官水平的群体感应介导毛发干细胞群再生“（Organ-Level Quorum Sensing Directs Regeneration in Hair Stem Cell Populations）[2]。

在这项研究中，以小鼠作为研究对象，研究人员从小鼠背部以不同模式拔掉一定数量毛发作为刺激因素，通过检测拔毛这种伤害性刺激产生的化学分子信号研究了皮肤细胞的生物反应。

方法很简单，就是以不同的密度间隔拔毛，即拔除的毛发之间间距或者接近，或距离较远，检测皮肤细胞产生和释放的一些生物分子来评价毛发修复反应情况。

结果，研究人员发现，拔毛可以刺激毛发重新生长。当拔毛密度达到一定的阈值范围，甚至可以刺激生长出超过原先拔除数量最高达倍的毛发；如果低于这个阈值，则不能产生足够的信号启动的毛发再生系统。

通常小鼠皮肤毛发密度约每平方毫米45~60根，远远高过人类头皮每平方厘米70~120头发的密度。研究发现，每平方毫米拔掉超过10条毛发才能刺激再生，如果把所有毛发全部拔除，则只能长出同样数量的新毛发。

当从3mm直径区域拔掉20根毛发，研究者发现能生长回约450根毛发，这些新毛发不仅位于被拔毛区域，还存在于邻近区域。当从5mm直径范围拔毛200根，再生毛发多达1300，即刺激了多达倍数量的毛发再生。

基于这些观察结果，研究人员认为每个毛囊可以作为一个感受器感受到更广泛皮肤区域毛发拔除造成的伤害性刺激。

每个毛囊感受到的刺激信号输入一个共同的生物回路，这个回路可以对区域性伤害刺激作出一个综合性量化评估。一旦这种伤害达到一定阈值，危及到群体的生存延续，再生机制就会被激活。

对细胞信号的检测研究揭示拔毛刺激毛发再生的机制和过程为（如下图所示）：

（1）微伤害阶段：拔除毛发损伤毛囊导致角质形成凋亡；

（2）危机信号释放阶段：这种损害对于皮肤毛囊构成一种压力危机，受拔除毛发损伤的毛囊释放一种被称为CCL2的炎症因子，这种分子可以趋化TNF-α（肿瘤坏死因子，一种炎症因子）分泌型巨噬细胞聚集于“危机”发生区域，并释放TNF-α；

（3）群体感应阶段：TNF-α通过免疫反应激活整个“危机”区域受到拔毛损害以及没有被拔毛的毛囊再生；

（4）再生阶段：拔毛作为一种微伤害诱导的毛发再生信号在整个“危机”区域的传播导致整个区域以及周边毛发的再生。

简单来说，拔除毛发这种伤害虽然仅仅作用于个体性毛囊，但是当区域内遭受伤害毛囊达到一定阈值，受伤害毛囊通过产生和释放系列分子信号诱导整个区域内的无论是否遭受伤害的毛囊再生，生长出更多的毛发。

研究者认为，他们的研究中小鼠皮肤对于拔毛刺激做出的反应符合群体感应（quorum sensing）的概念要素。因此，他们宣称发现并证实了生物组织或者器官水平的群体感应现象。

什么是群体感应？

在生物学上，个体对于环境刺激因素的感受通过分子信号引发群体集体产生效应的现象被称为群体感应。

不同于人类个体之间语言作为主要交流方式，很多生物个体之间主要通过分子信号传递实现信息交流，这类信号分子也称为信息素。人类虽然也保留了某些信息素交流方式，比如挥发性分子散发的体味，但是已经非常次要的途径。

目前研究较多的是细菌的群体感应，单个细菌对于环境因素的刺激可以通过释放分子信号（革兰氏阳性菌和阴性菌信号分子不同）来影响群体的数量。这个效应的生物学意义在于维持一定空间区域内细菌群体大小，从而避免空间和营养物质不足而危及群体的生存，有点类似人类计划生育的意味。

另外，群体感应也“指导”蚂蚁、蜜蜂等社会性昆虫巢穴的选址和筑巢空间“设置”，以与群体个体数量相适应。

此前，尚没有研究证据证明生物体内存在组织和器官水平的群体感应现象。

在人类拔毛能刺激更多毛发再生吗？

动物实验是现代医学基础研究的主要方式之一，但是动物实验研究的结果并不一定适用于人类，那些在动物实验研究中获得可靠的理想的效果，并预计可能会适用于人类的研究才进行人体试验研究，以验证在人类的作用和效果。

Cell杂志上上发表的这项研究没有任何涉及人体试验的内容，完全不能证明实验结果是否适用于人类，因此从这项动物实验研究不能推出这种方法可以用于治疗或治愈人类脱发的结论，作者在论文中也完全没有这类表述。

但是，作者在接受某些公共媒体采访时却把结果“延伸”到了人类，暗示可能是一种治疗人类脱发的一种潜力方法，并被某些媒体过度渲染。比如，世界著名的英国每日邮报报道标题中就用了“治愈秃头”的文字[3]，构成了对于公众的误导。

从理论上讲，这项研究结果能不能适用于人类呢？

回答这个问题首先需要搞清楚人类与动物毛发的生物学意义，以及毛发生长、脱落和再生方面的异同。

虽然身体表面被覆毛发是哺乳动物的特征之一，但人类的毛发大部分已经退化，残存的部分也似乎失去作为热传导绝缘体这一最主要的生理意义。比如，头发，似乎也仅关乎外表形象心理影响作用。因此人类体毛可以说基本上是一种遗传学遗迹。

也因此人类毛发已经几乎不受外界环境因素的影响，性状和生长仅仅受遗传和激素的调控。以头发为例，毛发直径的粗细、毛体的卷曲还是笔直、硬度和发色等均受遗传控制；而生长、脱落和再生则由遗传和激素共同控制。

研究已知，一个人共约有500万个毛囊，其中100万位于头皮。这些毛囊在出生之前已经完全形成，出生后不再形成新的毛囊。毛囊也具有一定寿命：每个毛囊通常完成10~20生长周期，产生出10~20根头发。每个周期主要经历增生期（2~8年）、退行期（2~4周）和休止期（2~4个月）三个阶段。头皮共约有10万到15万根头发，约10%的毛囊处于休止期，由休止期转入增生期新生出毛发时，原先老死的毛发会脱落，每天约50~100根，称为休止期脱发，是一种正常生理现象。

当然，毛发脱落也受身体内部因素，如年龄、激素或营养状况，皮肤病和精神压力，以及外部因素，如癌症化疗药物，电离辐射，和解除某些化学品等的影响。

激素是调控毛发的另一个重要因素，最为突出的就是性激素睾酮的影响，比如体毛分布也是所谓第二性征的性别特征。不同区域毛发对于男性性激素睾酮的反应性也是造成男性型脱发的原因。

在动物，体毛最主要生物意义是作为导热绝缘体的保温效应，因此除了受遗传和激素影响外，有别于人类的最大不同就是响应于外界环境温度变化的季节性“换毛”。毛发脱落的群体感应在动物季节性换毛这种频繁的、整体性的毛发脱落和再生过程中或许更具有生物学意义。

而在人类，毛发脱落和再生是受基因控制的、一个“换毛”周期长达2~8年，脱毛诱发的毛发再生的群体感应不存在生物学意义上的需求。

而且如前文所述，研究已经证明，人体所有毛囊形成与出生之前，正常生理状态下毛囊干细胞不会发育生成新的毛囊。

因此，人类脱发很多时候是永久性的，不会自发形成新的毛囊再生出新发。

目前解决脱发秃头问题的研究前沿包括采用细胞学方法重新编程诱导干细胞，或者结合干细胞和基因学方法刺激毛囊再生，但也仅仅处于实验研究阶段。

最后，人类包括拔毛在内的人工脱发实践中也没有发现过可以刺激再生的现象。

综上，一方面，动物实验结果不能直接用于人类；另一方面，人类毛发的生物学意义和生长控制不同于动物，基本不受外界温度环境影响，不存在频繁、整体性换毛的现象。

因此不能从这项动物研究直接推导出拔毛可以用于治疗或者治愈脱发的说法。

【参考文献】

[1] 拔头发可逆转脱发？专家表示怀疑

[2] Organ-Level Quorum Sensing Directs Regeneration in Hair Stem Cell Populations.

[3] At last, a cure for baldness! Scientists discover how to regrow hair (as long as you're prepared to pull it all out first)

每个人都有充满自信的头发，可是头发到底有哪些功能？相信大多数人只知道一部分，那就让我们来讨论一下。我所知道的：头发是皮肤的附属器官，具有十分重要的生理功能。 1、美容作用，让我们漂亮、美丽、自信； 2、保护头部； 3、缓冲对头部的伤害； 4、阻止或减轻紫外线对头皮和头皮内组织器官的损伤； 5、对头部起着保湿和防冻作用； 6、排泄作用，人体内的有害重金属元素如汞，非金属元素如砷等都可从头发中排泄到体外； 7、判断疾病，可通过测定头发中锌、铜等微量元素含量的多少，为诊断某些疾病提供依据

2004年，当美国科学家首次从成年小鼠皮肤分离出的干细胞培育出毛囊时，美国脱口秀节目《The Tonight Show》的前主持人Jay Leno开玩笑说，科学家“至少…治疗了小鼠的秃头”。16年后的现在，发表于《Nature》期刊上的Lee等研究者已经从人类干细胞中再生了毛囊。

《Nature》特别邀请了美国宾州大学医学院皮肤科Leo L. Wang博士与皮肤科主任Gee Cotsarelis教授，就此成果发表了他们的观点。

他们认为：「这一成就使我们更有机会产生无 *** 的毛囊，可利用将其移植到稀疏或没有头发的人的头皮上作为治疗方法。此外，如果这种方法到达了诊所，那么患有伤口、疤痕和遗传性皮肤病的人将可以获得革命性的治疗。」Gee Cotsarelis教授在接受新闻媒体采访时也表示，他相信这项研究会是解决掉发问题和毛发移植很重要的里程碑。

研究第一作者Lee与其他科学家证实，类器官（人造皮肤）可以移植到免疫缺陷小鼠体内且能生长出头发。这表示它们最终是有机会可以移植到人类头皮上。

小鼠背部长出人类毛发

科学家对皮肤组织的研究始于1975年。当时，一向具有里程碑意义的研究发现，角质形成细胞可以从皮肤表层分离并在体外培养。约十年后，从烧伤患者身上分离出的角质形成细胞，并开始使用于皮肤移植，以挽救生命。为使皮肤组织工程更进一步，移植皮肤必须包含更多正常皮肤的组成部分，例如毛囊、黑色素细胞、汗腺、神经、肌肉、脂肪、免疫细胞和表皮细胞等。美国哈佛大学医学院等机构的研究皆是聚焦于此。

哈佛医学院耳鼻喉科助理教授Karl Koehler、研究助理Jiyoon Lee和其同事证实，类器官培养系统再仔细优化生长条件后，能够力用人类多能干细胞生成皮肤类器官。

研究作者参考来自干细胞生物学和毛囊发育领域的研究来生成接近完整的皮肤类器官，像是在实验室中生长的自我组成组织，可以模仿发育中的皮肤。类器官样体已被模仿出各种器官，包括肠，肺，肾和脑。器官由许多细胞类型组成，而类器官通常由多能干细胞形成，它们具有形成所有成年细胞类型的能力。这些可以是胚胎干细胞或诱导性多能干细胞，它们是透过将成年细胞重编程为类胚胎状态而产生。

他们利用人类多能干细胞培养的皮肤类器官在培养4-5个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺以及神经回路。将其移植到免疫功能不全的小鼠（以确保移植物不会被动物的免疫系统排斥）的背上皮肤后，55%的移植物上长出了2-5mm的毛发，这表示该类器官能够与小鼠的表皮融合，形成含有人类毛发的皮肤。

Lee及其同事发现，它们的类器官表达的基因具有下巴，脸颊和耳部皮肤的特征。有趣的是，头皮上的真皮细胞也可能来自神经嵴。这表示类器官实际上可能模拟了头皮皮肤，借由改变细胞生长的培养条件，也可以调整实验方案以生成具有不同身体部位特征的皮肤。

毛发结构

70天进入生发阶段

表皮和真皮是皮肤的另一个主要成分，它们来自早期胚胎中的不同细胞类型。Lee与其他研究员优化了从人体多能干细胞产生的皮肤类器官（包含两种成分）所需的培养条件，并依序向干细胞添加了生长因子。 首先，他们使用BMP4和转录因子TGF-β的抑制剂诱导表皮的形成。接下来，他们用生长因子FGF2和BMP抑制剂处理细胞，以诱导颅神经嵴细胞的形成，进而形成真皮。

细胞生长在一个球体中。超过70天后，开始出现毛囊，最终产生了毛发（图1）。大多数头发被黑色素细胞染色，黑色素细胞也从颅神经嵴细胞发育而来。与毛囊相关的组织（例如皮脂腺，神经及其受体，肌肉和脂肪）也同步发育，进而形成非常完整的皮肤。然而，唯一缺少的一种成分是免疫细胞，其通常位于毛囊内和周围，并且在皮肤中具有多种作用。

【图1】皮肤在体外生长，有望作为未来的临床疗法。作者在体外将人类多能干细胞培养成球形的类皮肤结构，称为类器官。为此，他们先用促进皮肤表皮层生长的生长因子（BMP4和TGF-β抑制剂）处理细胞，然后再用诱导皮肤层形成的其他生长因子（FGF2和BMP4抑制剂）处理细胞。 脂肪细胞层也在此阶段形成）。长时间潜伏期（超过70天）后，在类器官中形成了完整的皮肤细胞补体，包括大约50个毛囊。当类器官被植入皮肤时，毛囊自然会以正确的方向定向。这些类器官可能被用于治疗脱发和遗传性皮肤疾病，并促进伤口愈合。

该小组的类器官将是分析各种生物途径在皮肤发育中的作用的一项理想工具－小分子抑制剂或抑制性RNA分子可用于阻断蛋白质或途径，并研究对皮肤生长的影响。类器官可以与全基因组关联研究或其他遗传数据结合使用，以分析特定的遗传突变如何改变皮肤发育，它们还可以帮助对皮肤和头发的疾病进行建模，并对实验药物的任何毒性及其功效进行筛选。

生长效率等问题尚未解决

除了这些体外益处之外，作者还证明了类器官在体内具有治疗潜力。这是一个令人兴奋的消息，将有机会透过引入皮肤类器官至伤口来促进愈合和防止疤痕，或将它们移植到缺少头发的区域。

然而，在这种治疗方法成为现实之前还存在几个问题。例如，头发要如何有效地繁殖？需要移植多少个细胞最终才能形成毛囊？ 作者们透过展示一个单独的实验室可以在相同的培养条件下用类器官生发来回答第一个问题，但是处理单个干细胞之间和来自不同人的干细胞之间的变异性是一个艰钜的挑战。

类器官形成毛囊所需的时间延长，模仿了胎儿皮肤的发育。与此相似的情况是，皮肤在卵泡开始生长之前都会经历一个潜在的“静止”阶段。然而，类器官准备移植需要花费140天的时间，这可能会阻碍这个治疗方法的潜力，例如：烧伤的人需要即刻进行皮肤移植。

在实际应用之前，仍有许多部分需要再做调整，像是在这个研究中生长出的头发很小，但将来要实际应用之前，需要更进一步优化培养条件来形成合理大小的头皮毛发。且未来的工作可能需要远离多能干细胞的使用，因为多能干细胞可能具有不良副作用，例如促进肿瘤形成等。最有可能的的替代方法是使用成体干细胞。

尽管研究还有许多可优化之处，Lee及其同事还是在“治愈”人类秃发这个领域已迈出的重要一步，并为其他更深的治疗可能性铺了路。

头发，一般写作头发，是指生长在头部的毛发，头发不是器官，不含神经、血管和细胞，头发除了使人增加美感之外，主要是保护头脑。细软蓬松的头发具有弹性，可以抵挡较轻的碰撞还可以帮助头部汗液的蒸发。一般人的头发约有10万根左右，在所有毛发中，头发的长度最长，尤其是女子留长发者。有的可长到90～100cm，甚至150cm，但一般不会超出200cm。作用：首先，它能保暖，遮挡风寒。第二，厚厚的头发会有一定的弹性，能起到缓冲作用，可以保护头部，减轻可能受到的伤害。形成：实际上最开始的古人类全身披毛，后来其他地方的毛发退化，只剩下几个地方保留，包括头发。