A study of primary culture and stem cell identification staining of human dermal papilla cells

在皮肤深处，毛囊扎根的地方，存在着被称为真皮乳头（dermal papilla）的微小细胞簇。这些细胞充当着毛发生长的指挥中心，向毛囊发送信号，告知其何时开始生长新的发丝以及何时进入休止期。除了管理毛发生长周期外，这些细胞还拥有一种特殊的品质：它们表现得像干细胞一样，而干细胞是人体能够转化为许多不同类型组织的原始材料。由于这种独特的能力，科学家们长期以来一直渴望在实验室环境中培养这些细胞。如果研究人员能够成功分离并扩增这些细胞，他们就能为治疗脱发或修复受损皮肤开辟新的途径。然而，在不损伤这些细胞的情况下将它们从皮肤中提取出来，传统上是一个缓慢且困难的过程，通常需要精细的手工切割，这不仅面临污染风险，而且产出的细胞极少。

中国的一个研究小组致力于改进这一过程。他们开发了一种从人类头皮组织中提取真皮乳头细胞的新方法，并密切观察这些细胞在培养皿中生长时的行为。该团队从六位获得许可的捐赠者那里获取了含有毛囊的小块皮肤。他们没有尝试用手切割这些微小的细胞，而是使用了一种特定的酶——一种类似于生物溶剂的蛋白质——来轻轻松动组织。他们将皮肤块放入含有这种酶的溶液中两个小时，使组织变软。为了确保毛囊与周围的脂肪和皮肤完全分离，他们轻轻摇晃了混合物五分钟。这一步至关重要；它有助于将真皮乳头从剩余组织中释放出来，而不伤害它们。

组织松动后，研究人员使用机器高速旋转混合物，使较重的毛囊和乳头沉降在试管底部，而较轻的脂肪和碎屑则漂浮在上方。他们重复了这个清洗和离心的过程，以彻底清洁样本。在显微镜下，研究人员可以看到真皮乳头呈微小的梨形或椭圆形结构。他们用精细的镊子小心地将其挑出并放入培养皿中。为了帮助细胞生长，他们添加了含有特定生长因子的营养丰富液体，其中包括鼓励细胞分裂并保持年轻状态的物质。随后，他们监测培养皿二十七天，观察细胞如何移动和增殖。

结果显示，这种新方法效果良好。在将乳头放入培养皿后的几天内，细胞就开始从中心簇向外迁移。这些细胞呈放射状生长，像车轮的辐条一样向外扩散。靠近原始乳皮的细胞体积较小且排列紧密，而远离中心的细胞则拉长成细长的梭形。在整个月的时间里，中心簇从三维形状扁平化为二维层，但即使在第二十七天，原始的乳头依然清晰可见且形态完整。这种稳定的生长表明细胞是健康且活跃的。

为了确认这些正在生长的细胞确实是他们希望找到的干细胞，研究人员使用了几种不同的染色技术，这些技术就像化学高光笔，能让特定的细胞特征发出光芒或改变颜色。他们首先寻找碱性磷酸酶（一种常存在于活跃干细胞中的酶）。他们发现，带有此标记的细胞紧密聚集在乳头所在的中心区域，而边缘出现的细胞极少。他们使用了第二种方法，即一种针对活体干细胞的特殊荧光染料，并观察到了类似的模式：发光的细胞集中在中间，只有极少数散落在边缘。两种不同测试之间的一致性，为研究人员提供了强有力的证据，证明干细胞存在于培养中心并茁壮成长。

团队还检查了另外两种重要的标记物。其中之一是 Sox2 蛋白，它对于保持干细胞的原始、未分化状态至ся重要。当他们寻找这种蛋白质时，看到它在细胞核内闪烁，证实了这些细胞保留了其干细胞特性。他们测试的最后一个标记物是卷曲蛋白（versican），这是一种参与毛发生长的结构蛋白。有趣的是，对卷曲蛋白有反应的发光细胞主要位于生长簇的外缘，而不是中心。这表明，虽然培养物的核心拥有最强大的干细胞，但外围的细胞在向外扩散的过程中正在成熟并承担起不同的角色。

研究结论指出，这种改进的分离技术是获取大量保持干细胞能力的健康真皮乳头细胞的有效方法。通过结合温和的酶解与特定的摇晃步骤，研究人员能够比以前更高效地分离这些细胞。这些细胞生长良好并表现出多种干细胞迹象，这一事实证实了真皮乳头确实是这些强大细胞的丰富来源。这一发现提供了一个坚实的基础，为未来研究毛发生长方式以及开发治疗皮肤和毛发疾病的新疗法提供了可靠的方法。