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摘要 多年來臨床上和一些實驗研究都提示皮膚神經(jīng)對毛囊生長發(fā)育和毛發(fā)生長周期有營養(yǎng)和調(diào)控作用,但其機制卻一直不清楚。近年來,隨著分子生物學(xué)技術(shù)的進展,在神經(jīng)對上皮細胞間信號傳導(dǎo)的細胞和分子等方面的研究有了較多的進展,現(xiàn)就毛發(fā)生長調(diào)控的神經(jīng)機制作一綜述。
關(guān)鍵詞:神經(jīng)營養(yǎng)因子 毛囊
一些斑禿患者脫發(fā)前有不同程度的精神創(chuàng)傷或精神緊張。醫(yī)書中也有“一夜愁白頭”的記載。這提示毛發(fā)生長和毛發(fā)疾病與神經(jīng)機制有某些內(nèi)在。近年來隨著分子生物學(xué)研究和轉(zhuǎn)基因鼠的研究,在毛發(fā)生長周期調(diào)控的神經(jīng)機制方面有了新的進展,現(xiàn)將其綜述如下:
一、周圍神經(jīng)的營養(yǎng)作用
皮膚神經(jīng)纖維有調(diào)控血管舒縮功能和外分泌腺活動的功能。周圍神經(jīng)對皮膚有重要的營養(yǎng)作用。
毛囊本身就是一個上皮細胞、間質(zhì)細胞和神經(jīng)外胚層相互作用單位。它含有色素的毛發(fā),其生長需要表皮細胞(毛囊角質(zhì)形成細胞)、特殊的成纖維細胞(毛乳頭細胞)和神經(jīng)外胚層細胞(毛囊黑素細胞)三者間的相互精密合作。臨床上典型例子是脊髓后根或周圍神經(jīng)損傷、肢癱、脊髓空洞癥患者伴有局部神經(jīng)支配區(qū)毛囊萎縮。在動物,實驗性切除脊髓后根或周圍神經(jīng),毛生長受阻。新生大鼠用辣椒辣素處理,使其去感覺神經(jīng),這時毛生長受阻,毛干密度降低,并伴有脫毛出現(xiàn)。新生小鼠皮膚交感神經(jīng)實驗性使去甲腺素耗竭,造成局部毛囊形態(tài)學(xué)發(fā)生異常,并出現(xiàn)脫毛[1]。
上述臨床現(xiàn)象和實驗結(jié)果都明顯提示神經(jīng)對毛囊營養(yǎng)作用。
二、毛囊的神經(jīng)分布及與毛囊生長周期的關(guān)系
毛囊的神經(jīng)分布的周期性變化提示了神經(jīng)對毛囊生長調(diào)控的組織學(xué)基礎(chǔ)。Botchkarev等證實在小鼠皮膚有3組水平走向的神經(jīng)叢,即表皮下神經(jīng)叢(SEP)、神經(jīng)叢(DCP)和皮下組織神經(jīng)叢(SCP)。其中SEP分出神經(jīng)纖維在毛囊漏斗神經(jīng)網(wǎng),該處的神經(jīng)纖維走向呈不規(guī)則網(wǎng)狀。DCP分出神經(jīng)纖維圍繞毛囊峽部形成毛囊峽部神經(jīng)網(wǎng)[2]。以往認(rèn)為僅SCP分出到毛囊可變部的神經(jīng)纖維在退行期和休止期消失,在下一個生長期再重新分出新的神經(jīng)纖維到達毛囊的可變部。而毛囊其它部位的神經(jīng)分布較為恒定不定。但zui近Botchkarev等通過敏感的PGP9.5神經(jīng)細絲150蛋白表達技術(shù),證實小鼠毛囊的神經(jīng)分布在毛發(fā)周期中有明顯的周期變化[7]。它們發(fā)現(xiàn)尤其明顯的是在毛囊峽部神經(jīng)網(wǎng),此處正是毛囊重要的干細胞所在地,此處神經(jīng)網(wǎng)在毛囊生長期早期神經(jīng)纖維密度zui高,同時緯向走向神經(jīng)纖維表達生長相關(guān)蛋白-43[GAP-43]和神經(jīng)細胞粘附分子(NCAM)增強。到生長期晚期該神經(jīng)網(wǎng)的密度降低,到休止期降到zui低。毛囊漏斗神經(jīng)網(wǎng)也有同樣周期性變化。
上述研究從組織形態(tài)結(jié)構(gòu)上證實了神經(jīng)與毛發(fā)生長有著密切的關(guān)系。
三、毛囊既分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子又是神經(jīng)營養(yǎng)因子的靶器官
近來的研究就發(fā)現(xiàn)毛發(fā)生長周期中毛囊表達多種神經(jīng)營養(yǎng)因子,它們包括神經(jīng)生長因子(NGF)、NT-3、NT-4、腦原性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BD-NF)[3]。zui近還發(fā)現(xiàn)毛囊表達這些神經(jīng)營養(yǎng)因子的受體、如*激酶(Trk)A、TrkB、TrkC、P75低親和力神經(jīng)營養(yǎng)受體(P75NTR)[4]。進一步通過RT-PCB和蛋白印跡試驗發(fā)現(xiàn),小鼠NGF基因和蛋白的表達與毛囊生長周期相關(guān)。
轉(zhuǎn)基因鼠的研究中發(fā)現(xiàn),在K14啟動子作用下,表皮和毛囊內(nèi)NGF或NT-3過度表達,從而使皮膚神經(jīng)分布明顯增加和表皮肥厚。另一項研究發(fā)現(xiàn),鼠皮片器官培養(yǎng)時NGF刺激休止期毛囊的角質(zhì)形成細胞增殖,而對處于增殖期高峰(生長期早期)的毛囊角質(zhì)形成細胞卻表現(xiàn)抑制作用。NGF的這種相反作用提示鼠角質(zhì)形成細胞NGF受體表達量隨細胞周期和(或)細胞分化而不同。人胚胎期毛乳頭*個表達的生長因子受體是p75NTR。成年鼠生長期晚期毛囊的毛乳頭只能檢測到TrkB和TrkC表達。
因此,可以相信毛囊本身通過選擇性地產(chǎn)生和釋放神經(jīng)營養(yǎng)因子而誘導(dǎo)毛囊神經(jīng)分布的變化。這種神經(jīng)分布的變化對維持毛囊*功能是必須的,如毛囊的觸覺功能。此外,神經(jīng)營養(yǎng)因子也可通過毛乳頭細胞分泌促上皮形態(tài)發(fā)生和生長的因子,從而間接調(diào)節(jié)毛囊上皮細胞的功能。這些作用于毛乳頭的神經(jīng)營養(yǎng)因子不僅來自于許旺細胞和神經(jīng),還來自于毛囊上皮細胞本身。
研究發(fā)現(xiàn)NT-3和BDNF與鼠毛囊發(fā)育和生長周期的調(diào)控有關(guān)。在NT-3過度表達的轉(zhuǎn)基因鼠,毛囊生長期縮短,并過早進入退行期。將NT-3基因去除后,毛囊形態(tài)學(xué)發(fā)生遲緩。RDNF基因去除后毛囊生長周期延長,與野生型鼠相比,后者毛囊已進入*個休止期,而前者毛囊仍然在退行期。
四、毛發(fā)生長周期中皮膚肽能信號的變化
毛囊的神經(jīng)分布隨毛囊生長周期變化,毛囊中的神經(jīng)因子也隨毛囊周期而變化。近年的研究還發(fā)現(xiàn),神經(jīng)介質(zhì)也同樣隨毛囊的周期發(fā)生周期變化。
皮膚中的P物質(zhì)在毛發(fā)生長周期中有明顯的變化,生長期早期其含量達高峰,在退行期含量降到zui低。一般認(rèn)為皮膚內(nèi)的P物質(zhì)主要是由神經(jīng)節(jié)后根合成,然后轉(zhuǎn)運到感覺神經(jīng)纖維的末稍。因此,P物質(zhì)隨毛囊生長周期變化可能反映了脊髓神經(jīng)-毛囊信號傳導(dǎo)的某些模式,這種信息傳導(dǎo)的調(diào)控可能是能過P基因表達和(或)P物質(zhì)合成的改變和(或)P物質(zhì)的轉(zhuǎn)運到皮膚的控制而實現(xiàn)[5]。也有人提出皮膚中P物質(zhì)量隨毛囊生長周期變化可能是由于皮膚中P物質(zhì)降解酶活性隨毛囊生長周期變化的緣故。皮膚中中性肽鏈內(nèi)切酶活性變化雖也隨毛囊生長周期變化。但其活性高峰在毛囊生長期的中期,而在毛囊生長期早期和晚期活性zui低。中性肽鏈內(nèi)切酶的這一變化曲線與P物質(zhì)的變化曲絲明顯不一致。所以皮膚中P物質(zhì)含量隨毛囊生長周期變化不可能是因中性肽鏈內(nèi)切酶活性變化引起。
zui近Botchkarev等用熒光免疫技術(shù)證實鼠皮膚P物質(zhì)陽性的神經(jīng)纖維數(shù)量隨毛囊生長周期而變化,在毛囊生長期,P物質(zhì)陽性的神經(jīng)纖維數(shù)量達高峰,而在休止期降到zui低[6,7]。進一步研究發(fā)現(xiàn)人毛囊周圍神經(jīng)大多數(shù)是P物質(zhì)陽性神經(jīng)纖維,而小鼠毛囊周圍P物質(zhì)陽性神經(jīng)纖維卻很少。代之以大量的降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)陽性的神經(jīng)纖維。并且CGRP陽性的神經(jīng)纖維數(shù)量在鼠毛囊的生長的期早期達高峰,在退行期和休止期zui少[11]。這些研究結(jié)果提示P物質(zhì)不是*的神經(jīng)-毛囊信號傳導(dǎo)肽,可能還有其它一些信號傳導(dǎo)肽,如CGRP和在毛-皮脂腺單位檢測到的其它神經(jīng)肽(ACTH、β-內(nèi)啡肽)。它們在生理條件下可能起更重要的作用。
五、神經(jīng)肽和神經(jīng)介質(zhì)對毛囊生長的調(diào)控
體內(nèi)實驗中選擇性應(yīng)用神經(jīng)肽可改變毛囊的生長周期。Paus等報告皮下植人P物質(zhì)顆粒后,緩慢釋放的P物質(zhì)可誘導(dǎo)生長期毛囊[5]。鼠皮膚器官的培養(yǎng)中,甚至納摩爾濃度以下的SP可明顯刺激角質(zhì)形成細胞增殖[8]。但Maurer等報告皮內(nèi)注射SP或ACTH卻誘導(dǎo)毛囊進入退行期[9]。Paus等在給小鼠皮內(nèi)注射ACTH或注射神經(jīng)毒(如辣椒辣素等)使皮膚內(nèi)內(nèi)源性神經(jīng)肽或神經(jīng)介質(zhì)過度釋放而耗竭,結(jié)果都誘導(dǎo)休止期毛囊進入生長期毛囊[10]。有意思的是上述的研究都發(fā)現(xiàn)出毛囊萎縮和注射局部一定程度的脫毛[9]。因此某些神經(jīng)肽過度(如大量注射或消耗內(nèi)源性神經(jīng)肽)可能與毛囊損傷和脫發(fā)有關(guān),也就可能成為某些明顯嚴(yán)重精神創(chuàng)傷后脫發(fā)的病理機制。
六、自律性神經(jīng)對毛發(fā)生長的作用
*羥化酶抗原是腎上腺素能神經(jīng)纖維的標(biāo)記,乙酰*轉(zhuǎn)移酶是*能神經(jīng)纖維的免疫組化標(biāo)記。Maurer等發(fā)現(xiàn)*羥化酶陽性的*神經(jīng)纖維數(shù)量和乙酰*轉(zhuǎn)移酶陽性神經(jīng)纖維數(shù)量在毛囊的生長期增加,休止期減少[10]。*耗竭劑(6-羥基多巴和胍乙啶)誘導(dǎo)生長期毛囊的事實支持自律性神經(jīng)信號可調(diào)節(jié)毛發(fā)生長的學(xué)說。這與臨床觀察到β-阻滯劑和安非他明(苯異丙胺)可引起休止期脫發(fā)相印證[1]。
七、肥大細胞-神經(jīng)間的反應(yīng)與毛囊生長周期及神經(jīng)分布的關(guān)系
近幾年的研究發(fā)肥大細胞對毛囊生長有調(diào)節(jié)作用,其主要作用于毛囊的生長期和退行期[11]。皮膚中神經(jīng)纖維附近常有肥大細胞,這可能是為了便于肥大細胞-神經(jīng)之間的雙向作用。肥大細胞可分泌NGF,誘導(dǎo)軸索反射,并產(chǎn)生神經(jīng)肽降解蛋白激酶[12]。
在休止期和生長期早期的皮膚,肥大細胞主要與CGRP陽笥或P物質(zhì)和CGRP雙陽性的感覺神經(jīng)纖維接觸。而在生長期晚期,肥大細胞與腎上腺素能(*羥化酶陽性)纖維接觸比休止期明顯增加。而肥大細胞與*-蛋氨酸肽陽性或乙酰*轉(zhuǎn)稱酶陽性神經(jīng)纖維的接觸在退行期達高峰[6]。這些都提示了肥大細胞-神經(jīng)相互作用在功能上與毛囊生長周期和(或)神經(jīng)分布有關(guān),并從另一方面支持毛發(fā)生長調(diào)控的神經(jīng)機制。
八、神經(jīng)-毛囊間的相互作用(原理和內(nèi)在關(guān)系)
皮膚神經(jīng)對毛囊的營養(yǎng)作用機制可分為兩類:一是神經(jīng)能過對血管的作用而對毛囊營養(yǎng)的調(diào)控,引起毛囊局部血液供應(yīng)的改變,從而影響毛囊。另一是皮膚神經(jīng)通過分泌一些因子作用于毛囊,從而調(diào)控毛囊的增殖、分化和調(diào)亡[13,15]。
皮膚的傳人神經(jīng)可釋放神經(jīng)肽,如CGRP和P物質(zhì),它們是強有力的血管擴張劑和(或)引起血漿外滲和白細胞游走到皮膚[2,14]。皮膚交感神經(jīng)末梢可釋放腎上腺素能遞質(zhì),如*,從而可引起強烈的血管收縮。皮膚的感覺神經(jīng)纖維和自律性神經(jīng)纖維可釋放許多不同的血管活性肽[13,15]。我們知道毛囊生長期細胞增殖十分活躍,代謝率高,其對血流灌注的改變可能也較敏感。因此,皮膚神經(jīng)對毛囊養(yǎng)分和血氧的供應(yīng)的調(diào)控就占非常重要地位。
許多神經(jīng)因子對毛囊角質(zhì)形成細胞增殖、分化和凋亡的作用也越來越得到人們的重視。毛囊壁和毛囊周圍的神經(jīng)纖維或它們的神經(jīng)節(jié)可釋放神經(jīng)肽、神經(jīng)介質(zhì)和神經(jīng)營養(yǎng)因子。皮膚神經(jīng)纖維外面的許旺細胞可分泌大量的神經(jīng)營養(yǎng)因子[16]。這些因子對毛乳頭細胞的功能有調(diào)控作用[17]。由于毛囊角質(zhì)形成細胞表達針對所有這些神經(jīng)信號分子的高親和力受體,所以神經(jīng)肽、神經(jīng)介質(zhì)和神經(jīng)營養(yǎng)因子可能直接作用于毛囊角質(zhì)形成細胞。
zui后神經(jīng)肽降解酶的調(diào)節(jié)。中性肽鏈內(nèi)切酶是神經(jīng)肽降解的關(guān)健酶。毛囊角質(zhì)形成細胞可分泌或在其細胞膜上表達該酶。從而與調(diào)控周圍神經(jīng)纖維分泌神經(jīng)肽對毛囊角質(zhì)形成細胞的刺激水平。
九、展望
大量的實驗資料證實毛囊的生長存在神經(jīng)調(diào)控機制,但這些資料大都來自于鼠毛囊的研究,它們與臨床的關(guān)系又如何呢?目前還很難回答。但已有人發(fā)現(xiàn)斑禿患者皮損處毛囊的肽能神經(jīng)纖維分布有異常[18]。
如果皮膚神經(jīng)確實存在營養(yǎng)作用,那么必然有一定水平的連續(xù)神經(jīng)肽、神經(jīng)營養(yǎng)因子和(或)神經(jīng)介質(zhì)的分泌,以保持上皮細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。但目前這方面的了解還非常有限,應(yīng)進一步對人體正常生理狀態(tài)下,以及炎癥、增殖過度和萎縮性皮膚病情況下神經(jīng)肽、神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)介質(zhì)基礎(chǔ)分泌水平的研究。
毛囊或皮膚神經(jīng)肽、神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)介質(zhì)基礎(chǔ)分泌水平的研究也是藥物治療學(xué)研究的熱點。神經(jīng)肽、神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)介質(zhì)的半衰期短,局部應(yīng)用可避免系統(tǒng)應(yīng)用的副作用。但它們是肽類物質(zhì),不容易滲透皮膚到達毛囊。如果通過脂質(zhì)體,有效地將它們滲透到毛囊組織,將是一個非常有潛力的毛發(fā)疾病治療方法[19]。至少從現(xiàn)在有小鼠實驗所得的資料來看,那些具有生長期毛囊誘導(dǎo)作用的神經(jīng)肽可用于休止期脫發(fā)和雄激素性脫發(fā)的治療。相反,大劑量的神經(jīng)肽也許可用于多毛癥的治療。
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