禿頭竟與雞皮疙瘩有關!台大研究登國際期刊...醫:新藥最快6年問世

陳稚華

台大皮膚科醫師林頌然表示,台大研究團隊從雞皮疙瘩現象分析「豎毛肌」及毛髮直立的機制。(攝影/陳稚華)

長頭髮竟然跟「雞皮疙瘩」有關?

台大發育生物學與再生醫學暨研究中心副主任、台大醫工系特聘教授暨台大醫院皮膚部主治醫師林頌然領導的研究團隊,與美國哈佛大學台籍學者許雅捷,透過跨國研究合作分析毛囊幹細胞的基礎調控機轉,找到毛囊幹細胞調控與毛髮再生的新密碼,以及可能的新治療標的。

林頌然解釋,研究團隊從雞皮疙瘩現象分析「豎毛肌」及毛髮直立的機制,「發現了在寒冷時,交感神經會高度活化,此時除了可以刺激豎毛肌收縮產生雞皮疙瘩之外,毛囊幹細胞活性也會同時被提升,具有加速毛髮再生以增進保溫的功能。」

此論文的共同第一作者博士後研究員陳志龍、台大醫院醫學研究部細胞治療中心助理研究員范邁儀、及醫學工程研究所研究助理林大畬,這項研究成果也在8月6日獲登國際頂尖期刊 《細胞》(Cell)。

不過,究竟雞皮疙瘩是如何刺激頭髮生長?需要透過什麼方式?這項研究是否有機會很快運用在臨床上?

為何「雞皮疙瘩」跟生髮有關?

林頌然表示,冬天冷風吹過,全身不禁就會起雞皮疙瘩,主要是因冷風刺激交感神經使豎毛肌(arrector pipi muscle, APM)收縮及毛髮直立,可以留住體表更厚的一層空氣,形成更好的冷空氣絕緣體。

「雞皮疙瘩本來就要有交感神經,一緊張的時候毛髮就會豎起來,那邊有一個豎毛肌會拉著毛囊讓它動,裡面有交感神經,交感神經在交接的地方,一邊會刺激豎毛肌、一邊刺激毛囊幹細胞,動物冷的時候交感神經會一直興奮,牠的毛會一直豎起來、毛就會長得特別快。」此外,林頌然也表示,豎毛功能也具有防敵效果,動物遇到危險或受到驚嚇時,也會本能立起體毛使身形看起來變大,以對抗可能的敵人。

研究團隊同時發現,交感神經除了促成毛囊幹細胞的活性與毛囊豎毛肌的運作有關外,也與毛髮生長的作用息息相關。林頌然解釋,「此交感神經-豎毛肌-毛囊幹細胞單位在一般生理環境下,交感神經可降低豎毛肌的休眠因子基因foxp1 and fgf18之表現,使其活化門檻降低,以裝備毛囊幹細胞進入較易活化的狀態。」她指出,一旦毛囊失去交感神經後,毛囊幹細胞會進入深度休眠狀態,毛髮會停滯在冗長的休止期,不易再生。

因此在寒冷時,林頌然表示交感神經會高度活化,「此時除了可以刺激豎毛肌收縮產生雞皮疙瘩之外,毛囊幹細胞活性也會同時被提升,加速毛髮再生,以增進保溫功能。」

會起雞皮疙瘩主要是因冷風刺激交感神經使豎毛肌(arrector pipi muscle, APM)收縮及毛髮直立。(攝影/陳稚華)

毛髮具有週期性再生,而毛髮的再生需要毛囊幹細胞的活化。(攝影/陳稚華)

台大研究:交感神經與毛囊幹細胞的活性是關鍵

此研究也解釋了交感神經如何在發育時,建立同時支配豎毛肌以及調控毛囊幹細胞的功能;另一方面在動物成體之後,交感神經也高度依賴豎毛肌提供的結構支撐功能。「三者的關係是互相影響的!」林頌然指出,研究團隊發現一旦毛囊失去豎毛肌,交感神經也會自毛囊附近退離。

「許多大人小朋友也都會好奇為何會起雞皮疙瘩?」林頌然指出,「其實人類在演化的時候,毛越來越少,但豎毛機制仍然保留著,如果去掉的話毛髮就會不生長。」但對於有禿頭困擾的民眾,沒辦法自己控制交感神經,該怎麼辦?

林頌然表示,理論上比較容易起雞皮疙瘩的人,比較容易刺激毛囊,「但實際上不可能一直要一個人起雞皮疙瘩,所以希望找到更專一的藥物。」他表示,這項研究是從自然界的現象去找會長毛的跡象,「現在找到毛囊幹細胞裡面有一個受體,我們如果透過藥物給那個受體刺激,就可以直接起來,不用再起雞皮疙瘩了,希望從下游去找藥物的標的。」

研究團隊也發現,在胚胎皮膚內,毛囊會最早發育,並在毛囊內形成毛囊幹細胞,隨後毛囊幹細胞所產生的衍生細胞會分泌一種訊息傳遞因子,叫做「音速刺蝟因子」 (sonic hedgehog),來打造適合的微環境,以誘導「豎毛肌」在毛囊周圍發育。

林頌然解釋,豎毛肌發育完成後會誘導「交感神經」朝向豎毛肌生長,「因為成束的豎毛肌的起點緊貼毛囊幹細胞,交感神經會在此處同時伸出神經纖維來支配毛囊幹細胞,導致此三源結構之形成。」研究團隊進一步發現,此時不僅雞皮疙瘩的功能消失,毛囊幹細胞也會進入深度休眠而使毛髮陷入長期休止。「也就是說,交感神經與毛囊幹細胞的活性之間的關聯也是毛髮生長的密碼!」

豎毛肌發育完成後會誘導「交感神經」朝向豎毛肌生長,透過調控ADRB2受體將有潛力作為開發生髮藥物的新標的。(圖片來源/林頌然醫師提供

過去的研究也發現,雄性禿病人的禿髮處也可以看到豎毛肌消失,因此交感神經可能也與雄性禿的病理機轉相關;而另一群病人,因為感染發炎或是手術而導致身體半側交感神經興奮,也有此半側毛髮過多的情形。本研究也提供了這些多毛疾病的可能原因解釋。

生髮新藥何時問世?醫:最快6年

研究團隊另一突破性的發現,是解釋交感神經如何調控幹細胞的機制,林頌然指出,交感神經在接近毛囊幹細胞處,會形成類似神經突觸的結構,此結構可以使交感神經有效率透過釋出正腎上腺素,精準刺激毛囊幹細胞的活性。「在體內神經突觸的結構,過去只發現存在神經與神經的交界,或是神經與肌肉的交界,這是首次發現類似神經突觸的構造,可以用來調控體內的幹細胞。」研究團隊也發現毛囊幹細胞是透過ADRB2受體接受交感神經訊號,進而啟動毛囊再生。

此一研究也有助於藥物研發,林頌然指出,實驗中透過利用小分子藥物來活化ADRB2受體,也可成功活化小鼠毛囊,以及培養人類的毛囊幹細胞。因此透過調控ADRB2受體或是其下游的分子途徑,將有潛力作為開發生髮藥物的新標的。

不過林頌然也表示,目前這項研究僅用在動物試驗上還沒進入到人體,「但裡面有的藥物是臨床上已經在用的,不過病人也不要親自嘗試,還是要跟醫師討論。」預計最快多久有機會用在人體身上?他表示因為還需要做臨床試驗,預計要6-10年才能讓新藥問世。

台大與美國哈佛大學跨國研究合作,獲登國際頂尖期刊 《細胞》,台大副校長張上淳(左4)也到場祝賀。(攝影/陳稚華)

至於目前皮膚科對於禿頭的治療為何?

林頌然表示,因為禿頭有6、700種,每一種都有不同的治療方式,「所以也不能說一招治療所有,有時候不同時期會有不同變化,有時候是好幾種原因加在一起,這次的研究是針對毛囊幹細胞不活化的類型可能有效。」

他也提到,有些像是紅斑性狼瘡屬於自體免疫的攻擊,「用這招效果就不一定好,要先把免疫壓下來再活化幹細胞。如果本身毛囊壞死,就要先想辦法讓長新的,這又是另一個研究;還有用化療、電療讓頭髮不要掉,又是一種。」

發展生髮的藥物及治療方法,一直是再生醫學研究上重要的議題,毛髮具有週期性再生,而毛髮的再生需要毛囊幹細胞的活化。台大跨國研究團隊也希望透過幹細胞的基礎研究,發展新的治療方法與標的,嘉惠更多民眾。

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