生物体中的组织和细胞不断地受到来自外界环境的机械力的影响，机械刺激会影响细胞的增殖，分化和迁移，以及影响组织的稳态和修复作用。来自国立阳明大学临床医学研究所的OscarK.Lee团队和Chih-ChiangChen团队合作设计了一种皮肤拉伸装置，发现毛发干细胞在拉伸条件下增殖，在适当的时间和拉力下毛发会再生。相关文章“Mechanicalstretchinduceshairregenerationthroughthealternativeactivationofmacrophages”刊登在NatureCommunications期刊上。

研究团队为了评估机械拉伸对毛囊的影响，设计了一种特殊的皮肤拉伸装置，该装置可以固定在背部皮肤可编程的产生拉伸力。使用不同的应变（0％，20％，33％和40％）将皮肤拉伸7天，结果证明应变在控制毛发生长周期中具有重要作用。在相同的应变条件下拉伸不同的时间（5、7和10天），结果表明拉伸时间会影响毛发干细胞的活化。

图1拉伸诱导毛发再生取决于应变和持续时间

随后研究人员检测WNT和BMP两种活化剂对毛发生长周期的影响，结果表明激活剂WNT以及抑制剂BMP-2对毛发再生具有重要的调节作用。

图2WNT和BMP信号通路在毛发再生中起关键作用

为了进一步评估可能触发毛发干细胞活化的机制，研究团队在拉伸刺激小鼠和对照小鼠中进行了RNA测序并将基因分组到各自的类别中。值得注意的是，上调基因的基因本体论术语分析显示它们大多数与炎性过程相关，为了更好地理解响应机械拉伸的炎症过程，在最佳拉伸条件下进行了免疫染色以表征炎症细胞的类型和时空分布，以有效诱导毛发再生。

图3mRNA测序类别对应

接着研究团队评估巨噬细胞是否在拉伸诱导的毛发再生中发挥功能性作用，研究团队使用了一种化学抑制剂（氯膦酸盐脂质体）来消除巨噬细胞。氯膦酸盐脂质体显着减少了巨噬细胞的数量，并且证明巨噬细胞的减少抑制了拉伸区域内的毛发再生。

图4巨噬细胞是牵张诱导的毛发再生的主要介质

紧接着，研究团队进一步探究了巨噬细胞如何响应拉伸极化。结果表明机械拉伸环境下通过趋化因子释放了巨噬细胞，并极化为M2型，M2型巨噬细胞的数量与毛发生长的速率具有很强的关联型，因此研究团队认为巨噬细胞的选择性激活（M2极化）对于毛发干细胞的激活至关重要。

图5应变变化引起的M2极化对于再生至关重要

最后，研究团队研究了M2型巨噬细胞通过促进HGF、IGF1和Fgf10影响因子促进毛发生长。

图6M2巨噬细胞促进生长因子产生

总之，研究团队的工作揭示了机械力-免疫应答-毛发再生的过程，展示了皮肤如何响应机械力实现毛发再生。研究团队认为，该过程也存在于皮肤以外的组织和器官中，它为再生医学的未来指明了不同的方向。但是，需要更多的研究来阐明机械刺激如何调节生长因子的分泌以及其他生理途径（例如机械转导途径）是否参与拉伸诱导的毛发再生。

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