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- 2014年
- 529期－再生醫學（1月號）
文章專區
2014-01-01毛囊幹細胞
529 期
Author 作者
王維宏、范邁儀／就讀台灣大學醫學工程研究所。林頌然／任職台灣大學醫學工程研究所暨台大醫院皮膚部。
在西遊記中，孫悟空拔起他身上的一根毛，吹一口氣，整根毛便化為千千萬萬個分身，幫助孫悟空一起對抗敵手。在這古老的故事裡面，其實蘊藏著生生不息的寓意。在現實生活上，隨便拔起的一根毛，看似無足輕重，卻也如同小說情節一樣，隱藏著無限的生機。在動物的演化過程當中，毛髮扮演著非常重要的角色。它能夠保持體溫的恆定、幫助動物偽裝躲避敵人，以及保護我們避免受外在環境的侵擾與傷害。特別在人類，美觀也是毛髮一項重要的功能。
何謂毛囊幹細胞
毛囊是產生毛髮的基本單位，而毛髮就是由毛囊內的細胞生長分化而來。每根毛囊裡面住著一群毛囊幹細胞，她像是毛囊內所有細胞的媽媽，提供新的細胞給生長中的毛囊，這些新生的細胞可以不斷的生長分化成毛髮，使毛髮變長。除了產生毛髮，毛囊幹細胞同時也可以分化成為皮脂腺，產生皮膚所需要的油脂。當表皮受到傷害的時候，毛囊幹細胞也可以派出細胞移動到表皮的位置，並且分化成表皮細胞，修復傷口。由以上的例子可以知道毛囊幹細胞具有多重分化的潛能，能夠分化成皮膚的表皮與皮膚的附屬器。同時毛囊幹細胞也能夠自我補充（self-renewal），而且有較慢的分裂速度（slow cycling）。在廣義的定義上，我們可以稱這種能夠分化，並且可以自我補充的毛囊細胞為毛囊幹細胞。
毛髮的結構
正在生長的毛囊的橫切面呈現一個同心圓的結構，最中間是髮幹，往外一圈是內根鞘，再往外是外根鞘，外根鞘的外面有一個結締組織包覆著整個毛囊的結構。以縱切面來看，生長期的毛囊會產生毛囊球（hair bulb）的結構（圖一），裡面包覆著一群特化的纖維母細胞，稱作真皮乳突細胞。在毛囊的上半部，外根鞘的位置，有一個較厚鼓起的構造（bulge），那就是毛囊幹細胞所在的位置。這個結構不會隨著毛囊在生長期或休止期而消失，是一個永久存在的結構；而生長期才會有的毛囊球結構在毛囊停止生長時就會退化，因此毛囊的結構會因毛髮在生長期或是休止期而有所改變。
圖一：毛囊的基本構造。
（A）處在生長期的小鼠毛囊根部，中間深色的地方是髮幹，向外分別是內根鞘與外根鞘，
在髮幹的底部有一群形態跟附近很不一樣的細胞，就是真皮乳突細胞。
（B）在休止期的小鼠毛囊結構，休止期的真皮乳突細胞在真皮的位置，這時毛囊幹細胞處於冬眠的狀態，細胞在此時不會增生，毛髮也不會變長。
誰才是毛囊幹細胞？
毛囊幹細胞的發現，是利用去氧核醣核酸（DNA）的類似物，溴化去氧尿苷（BrdU），來區分快速分裂的細胞以及分裂慢的細胞。當染色體在複製的時候會將BrdU嵌到染色體中；而當細胞進入到下一個週期開始進行下一次的染色體複製的時候，BrdU的含量會被稀釋成一半；因此分裂快的細胞稀釋得越快，而分裂慢的細胞保有BrdU的時間會比較長。在毛囊裡，也可分為分裂快的細胞和分裂慢的細胞，這群分裂慢的細胞會一直保有BrdU在染色體內，而分裂快速的細胞很快的把BrdU稀釋掉。利用這個原理科學家發現這群分裂慢的細胞會出現在毛囊內特定的位置：就在皮脂腺的下方接近豎毛肌與毛囊相接處。之後的研究也發現這群分裂慢的細胞的後代將來會分化成為毛髮，因此這個區域被認為是毛囊幹細胞存在的位置。
隨著現代分子生物學的進步，科學家發現毛囊幹細胞會表現具有特異性的抗原，例如CD34、K15、CD200等等，藉由這些標誌我們可以專一性的分離出這群細胞進行研究。透過這樣的研究，科學家進一步發現毛囊幹細胞也會表現某些轉錄因子（transcription factor）如Tcf3/4、Nfatc1、Sox9等等，這些轉錄因子分別負責不同的功能，有些會抑制毛囊幹細胞的分化，有些則會調控幹細胞自我補充的能力。……【更多內容請閱讀科學月刊第529期】