Science：维生素A是修复皮肤、毛发生长的关键

撰文 | 宋文法

在整个生命过程中，成体干细胞促进组织再生，组织再生在一定程度上是通过成体干细胞的特殊生态位来调节的。当受伤时，成体干细胞会扩大再生能力以加速修复。为此，细胞进入谱系可塑性状态。

谱系可塑性，是指细胞在特定条件下可以改变其分化状态或功能的能力。然而，谱系可塑性是一把双刃剑，这个过程对于将干细胞重定向到最需要的组织部分是必要的，但如果不加以控制，它可能会使这些组织容易遭受慢性修复状态，甚至某些类型的癌症。

谱系可塑性在细胞治疗、再生医学和癌症治疗等领域具有重要意义，找到这一过程的关键调节因子至关重要。

2024年3月8日，美国霍华德休斯医学研究中心的研究人员在" Science "期刊上发表了一篇题为" Vitamin A resolves lineage plasticity to orchestrate stem cell lineage choices "的研究论文。

该研究显示，维生素A是调节谱系可塑性的关键调节因子，控制维生素A的浓度才能改变小鼠毛囊干细胞的命运，从而使干细胞修复皮肤或生长头发。

维生素A，又叫视黄醇，是一种脂溶性维生素，对于人体的生长发育、免疫系统、视力、皮肤健康等方面都非常重要。维生素A可以通过食物摄入，如胡萝卜、菠菜、动物肝脏、鸡蛋黄等。

在这项研究中，研究人员为了了解身体如何调节受伤的自然反应过程，在模拟伤口状态的条件下筛选了小分子，以确定它们在培养的小鼠毛囊干细胞中解决谱系可塑性的能力。

研究发现，全反式视黄酸（atRA，维生素A的代谢物）对于干细胞退出谱系可塑性，并在体外分化为毛细胞或表皮细胞至关重要。

研究人员表示，通过体外和体内研究，我们发现了维生素A的一种以前未知的功能，这种分子长期以来一直被认为对皮肤和许多其他器官具有有效但常常令人费解的作用。

研究还发现，增加或消除小鼠体内全反式视黄酸的遗传、饮食和局部干预措施，都表明全反式视黄酸对调节谱系可塑性至关重要，证实了全反式视黄酸在平衡干细胞对修复皮肤损伤和毛发再生的反应中的作用。

有趣的是，研究发现，全反式视黄酸并不能单独发挥作用，它们与BMP和WNT信号分子的相互作用，影响干细胞是否应该保持静止或积极参与毛发再生。

此外，研究还表明，毛囊干细胞参与伤口修复时，全反式视黄酸水平必须下降。如果水平太高，它们就无法进入谱系可塑性，无法修复伤口。如果水平太低，干细胞可能会过于关注伤口修复，而忽视了毛发再生。

研究人员表示，一直以来，类视黄醇和维生素A的应用产生了令人困惑的结果，外用类维生素A可以刺激伤口处的毛发生长，但过量使用已被证明会阻止毛发循环并导致脱发。这项研究揭示了类维生素A调节毛囊和表皮干细胞的重要作用。

总之，这项研究揭示了维生素A在调节谱系可塑性中的作用，结果对细胞治疗、再生医学和癌症治疗等领域具有重要意义。