TWI548413B - 誘導毛囊新生的皮膚萃取物、組合物及其用途 - Google Patents
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Description
本發明提供一種皮膚萃取物,特別係一種誘導毛囊新生的皮膚萃取物與組合物及誘導毛囊新生的方法。
近年來,毛囊再生的方式可大致分為:(1)植入大量的毛囊真皮乳突細胞(hair follicle dermal papilla cells)、(2)在活體皮膚製造大傷口以誘發毛囊再生、及(3)體外製造具有毛囊真皮乳突細胞與表皮細胞的類毛囊結構之細胞團再植入所需的動物體。就第一種方式而言,在毛囊發育中,毛囊真皮乳突細胞必須維持聚集之型態,才能保有誘導毛囊之功能。因此有許多研究利用此概念以不同方式將大量的毛囊真皮乳突細胞聚集,再植回動物體中。但是毛囊真皮乳突細胞團植入之位置必須接近表皮,才能順利誘導毛囊再生,此於臨床應用上,增加了植入之困難度。第二種方式,利用傷口誘發毛囊再生方面,是以手術方式於動物個體皮膚創造一個適當大小的傷口,產生類似胚胎時期毛囊發育的現象,此於傷口復原處會出現新生的毛囊與髮幹,且毛囊具有毛髮周期之特性;然而此方式須將部分皮膚移除,因此運用於臨床上是不適宜,且尚未於人體證實其成功可能性。第三種是使用高分子材料或水膠於體外製造誘導毛囊生成之微組織,在製備基材之過程相當繁複,且大多必須使用來自胚胎或新生個體的細胞,才能成功誘導毛囊生成。
目前市面上禿髮的治療藥物,對於毛囊喪失或嚴重禿髮者缺乏良好的治療效果。在成人誘導毛囊新生的方法,目前需要培養自體毛囊
真皮乳突細胞,並培養成細胞團,移植到表皮下以誘導毛囊新生。但該方法誘導毛囊再生的效率極低,無法真正用於治療禿髮。
在毛囊新生的過程中,毛囊真皮乳突細胞與表皮細胞這兩種細胞必須具備一定量的細胞,彼此混合後才會具有誘導毛囊新生的能力。因此,許多研究皆利用此概念以不同的細胞比例將大量的毛囊真皮乳突細胞與表皮細胞混合後在植入所需的動物體內;然而在此過程中,需要先獲得患者的毛囊,並分離出毛囊真皮乳突細胞以大量培養,需耗費較長的時間及較高的成本。因此,目前尚缺乏能降低治療時間及節省成本之方式,故需發展出一個有效及便利之方式以誘導毛囊再生,是確實有其必要性。
有鑑於此,本發明提供一種皮膚萃取物,利用該皮膚萃取物直接與表皮細胞混合後,施打在皮下或是塗抹在開放性傷口,可以誘導毛囊新生。此外,利用本發明之皮膚萃取物加入膠原蛋白及纖維母細胞製作成人工真皮,移植後可以誘導毛囊新生。或利用本發明之皮膚萃取物體外培養真皮纖維母細胞三天,此纖維母細胞移植至個體後可誘導毛囊新生。再者,本發明分析該此皮膚萃取物中的三種關鍵蛋白,直接以此三種蛋白與表皮細胞混合後,可以誘導毛囊新生。
本發明提供一種誘導毛囊新生的皮膚萃取物,其係由一皮膚組織與磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer solution,PBS)混合,並將該皮膚組織完全破壞後放置於低溫冷凍而獲得。
在本發明之一實施例中,其中該皮膚組織與磷酸鹽緩沖液的比例係為1mg皮膚組織與400μL至500μL的磷酸鹽緩沖液。
在本發明之一實施例中,其中該低溫冷凍係為-70℃至-120℃,且該低溫冷凍係進行至少8小時以上的時間。
在本發明之一實施例中,其中該皮膚萃取物中包含人基膜聚糖(Lumican)、半乳糖凝集素(Galectin-1)及脫輔基蛋白質(Apolipoprotein)A-I;或包含半乳糖凝集素(Galectin-1)、人基膜聚糖(Lumican)、脫輔基蛋白質(Apolipoprotein)A-I、凝溶膠蛋白(Gelsolin)、胎兒
纖維結合素(Fibronectin)及纖維蛋白元(Fibrinogen)。
本發明另提供一種該皮膚萃取物之用途,其係用於誘導一所需個體之表皮細胞新生毛囊。
在本發明之一實施例中,其中該皮膚萃取物與一細胞混合後移入於一所需個體;且該細胞為一表皮細胞及/或一纖維細胞,該皮膚萃取物與該細胞混合的細胞密度係為每微升(μL)皮膚萃取物含有1.0×104至2.0×104個細胞。
在本發明之一實施例中,其中該移入係包含移植或注射至該所需個體之傷口。
在本發明之一實施例中,其中該皮膚萃取物所源自之皮膚組織、該表皮細胞及/或該纖維細胞是係由該所需個體獲得。
在本發明之一實施例中,其中該皮膚萃取物與該纖維細胞進行膠原處理形成一膠原蛋白凝膠,且該移入係為覆蓋。
本發明另提供一種誘導毛囊新生的組合物,其中該組合物包含人基膜聚糖(Lumican)、半乳糖凝集素(Galectin-1)及脫輔基蛋白質(Apolipoprotein)A-I。
在本發明之一實施例中,其中該組合物進一步包含凝溶膠蛋白(Gelsolin)、胎兒纖維結合素(Fibronectin)及纖維蛋白元(Fibrinogen)。
本發明又提供一種該組合物之用途,誘導一所需個體之表皮細胞新生毛囊;其中該組合物溶於磷酸鹽緩沖液中再與表皮細胞混合後植入一所需個體,且該組合物與磷酸鹽緩沖液之比例係為200ng至600ng的組合物溶於150μL至250μL的磷酸鹽緩沖液中。
本發明提供之誘導毛囊新生的皮膚萃取物及組合物,可以在沒有毛囊真皮乳突細胞的情形下,誘導一所需個體之表皮細胞新生毛囊,因為本發明之皮膚萃取物或組合物,與細胞(纖維細胞或表皮細胞)混合後,便可直接使用,無需如習知技術要先培養形成毛囊真皮乳突細胞團。利用本發明之皮膚萃取物或該皮膚萃取物所含之特定蛋白質組合物,即可誘導表皮細胞毛囊新生。
因此,本發明之皮膚萃取物可省略自患者身上取得及分離毛
囊真皮乳突細胞培養的步驟,在本發明之誘導毛囊新生的方法中,只需取得少許皮膚萃取物與表皮細胞或纖維細胞,即可誘發新生毛囊。同時,本發明之誘導毛囊新生的組合物的製作過程不需使用精密的儀器、繁複技術與過程,因而可達降低製作成本之目的。
因此,本發明之誘導毛囊新生的皮膚萃取物或組合物,除了傷口局部使用時可促進毛囊新生,也可應用在人工皮膚上促進新生毛髮。另外亦可在體外培養細胞時使用,賦予纖維母細胞新生毛囊的能力。
以下將配合圖式進一步說明本發明的實施方式,下述所列舉的實施例係用以闡明本發明,並非用以限定本發明之範圍,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
第一A圖至第一C圖顯示本發明之皮膚萃取物誘導毛囊結構形成;黑色箭頭:毛囊結構。
第二圖顯示本發明之皮膚萃取物誘導毛囊結構形成;箭頭:毛囊結構。
第三圖顯示本發明之皮膚萃取物誘導毛囊結構形成;箭頭:毛囊結構。
第四圖顯示本發明之皮膚萃取物誘導毛囊結構形成;箭頭:毛囊結構。
第五圖顯示本發明之皮膚萃取物誘導毛囊結構形成;箭頭:毛囊結構。
第六圖顯示本發明之六種蛋白質組合物誘導毛囊結構形成;箭頭:毛囊結構。
第七圖顯示本發明之三種蛋白質組合物誘導毛囊結構形成;箭頭:毛囊結構。
第八圖顯示單一蛋白質(半乳糖凝集素(Galectin-1))無法誘導毛囊結構形成。
第九圖顯示單一蛋白質(人基膜聚糖(Lumican))無法誘導毛囊結構形成。
第十圖顯示單一蛋白質(脫輔基蛋白質(Apolipoprotein)A-I)無法誘導
毛囊結構形成。
本文所述之毛囊真皮乳突細胞,係為毛囊中毛囊球(hair bulb)的結構,裡面包覆著一群纖維母細胞,稱作毛囊真皮乳突細胞。
本文所述之誘導毛囊新生、誘導毛囊新生或誘導新生毛囊係皆為誘導表皮細胞新生毛囊。
本發明之誘導毛囊新生的皮膚萃取物或組合物,可以在傷口處誘導毛囊新生,不需要事先培養患者的毛囊細胞以供移植。同時,本發明亦分析出該皮膚萃取物內所需的核心蛋白質組成。利用該些蛋白質混合後所形成之組合物,亦具有誘導毛囊新生之效果。本發明之誘導毛囊新生的皮膚萃取物或蛋白質組合物,已藉由以下實驗證實,能在沒有毛囊真皮乳突細胞的情形下,誘導表皮細胞毛囊新生。
將胚胎鼠(wistar rat;C57BL/6 mice,性別不拘,胚胎發育第14.5~19.5天)皮膚分離,以1mg皮膚組織與400μL至500μL的磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer solution,PBS)混合並剪碎;將混合液放置於-80℃隔夜後解凍;利用25G的針頭將混合液來回多次抽吸以確保細胞均受到破壞後,即完成本發明之皮膚萃取物。
本發明分別利用五種不同方法證實上述實施例1之皮膚萃取物與纖維細胞或表皮細胞混合均可產生誘導一所需個體再生毛囊之結果,上述纖維細胞或表皮細胞分別來自以下方法獲得。纖維細胞:將小鼠(c57BL/6 mice,4~7周齡)皮膚中的真皮組織分離,以含10%胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)的DMEM(Dulbecco’s modified Eagle’s medium)培養液培養至第三代,即為本發明之纖維細胞。表皮細胞:表皮細胞取自老鼠(C57BL/6,性別不拘,新生鼠)背部之皮膚,去除肌肉與脂肪組織,37℃浸泡於5U蛋白酶(dispase)作用一小時。作用後將真皮與表皮分離,將表皮的
表皮細胞以圓頭鑷刮下,加入適量含10%胎牛血清的DMEM培養液中和酵素作用,再將細胞液通過40μm濾網,得到的細胞液即為本發明之表皮細胞。
1.取1.5×106個表皮細胞與100μL皮膚萃取物(總蛋白質為250ng)混合後,植入裸鼠皮下。四週後其結果如第一A圖所示,裸鼠皮下便可觀察到毛囊結構形成。第一B圖及第一C圖係為以蘇木素-伊紅染色(hematoxylin and eosin stain)的組織圖染色亦顯示出毛囊結構形成。
2.先在裸鼠背上剪開一個1cm×1cm的傷口,並以Tegaderm透明敷料(廠牌:3M)貼覆以隔絕空氣與外界汙染物,取1.5x106個表皮細胞與皮膚萃取物混合並以18G針頭針筒注入傷口處。四週後其結果如第二圖所示於裸鼠皮下便可觀察到毛囊結構形成。
3.將皮膚萃取物加入纖維細胞培養盤中,使用含有10%胎牛血清(FBS)的1比1的DMEM與Ham’s F12混合培養基,置於37℃於5% CO2環境下培養三天。收集已誘導三天之1.5x106個纖維細胞與1.5x106個新生鼠表皮細胞混合後,不需形成類毛囊結構之細胞團,便植入裸鼠皮下,四週後其結果如第三圖所示於裸鼠皮下便可觀察到毛囊結構形成。
4.先利用真皮層類似物(dermal equivalent)的方式在膠原蛋白凝膠(collagen gel)培養纖維細胞,使用含有10%胎牛血清(FBS)的1:1的DMEM與Ham’s F12混合培養基,再將皮膚萃取物外加至培養液中,置於37℃於5% CO2環境下三天在裸鼠背上剪開一個1cm×1cm的傷口,並將整塊膠原蛋白凝膠覆蓋至傷口上並以Tegaderm透明敷料(廠牌:3M)貼覆以固定並隔絕空氣與外界汙染物,在將1.5x106個表皮細胞與皮膚萃取物混合並以18G針頭針筒注入傷口處。四週其結果如第四圖所示後於裸鼠皮膚便可觀察到毛囊結構形成。
5.將體外培養的1.5x106個纖維細胞與皮膚萃取物混合並在膠原蛋白凝膠(collagen gel)培養製成人工真皮,在裸鼠背上剪開一個1cm×1cm的傷口,並將整塊膠原蛋白凝膠覆蓋至傷口上並以Tegaderm透明敷料(廠牌:3M)貼覆以固定並隔絕空氣與外界汙染物,在將1.5x106表皮細胞與皮膚萃取物混合並以18G針頭針筒注入傷口處。四週後其結果如第五圖所
示於裸鼠皮下便可觀察到毛囊結構形成。
上述五個不同方法證實上述實施例1之皮膚萃取物,無論是與纖維細胞或表皮細胞混合皆具有誘導毛囊再生之能力。
本發明利用質譜儀(Mass Spectrometry)檢測皮膚萃取物中主要的蛋白質包含半乳糖凝集素(Galectin-1)、人基膜聚糖(Lumican)及脫輔基蛋白質(Apolipoprotein)A-I、凝溶膠蛋白(Gelsolin)、胎兒纖維結合素(Fibronectin)及纖維蛋白元(Fibrinogen)。
本發明將上述六種蛋白質混合液,各100ng混和溶於200μL的PBS中與表皮細胞混合後,植入裸鼠皮下,四週後其結果如第六圖所示裸鼠皮下便可觀察到毛囊結構形成。
本發明將六種蛋白質再簡化為三種蛋白質。三種蛋白質混合液(包含Galectin-1、Lumican及Apolipoprotein A-I),各100ng混和溶於200μL PBS中與表皮細胞混合後,植入裸鼠皮下,四週後如第七圖所示裸鼠皮下便可觀察到毛囊結構形成,證實上述蛋白質組合物具有誘導毛囊再生之能力。
同時,本發明分別以三種單一蛋白質(Galectin-1、Lumican或Apolipoprotein A-I)作為誘導毛囊再生之比較例,係分別將上述蛋白質100ng混和溶於200μL PBS中與表皮細胞混合後,再分別植入裸鼠皮下,四週後Galectin-1結果如第八圖所示、Lumican如第九圖所示及Apolipoprotein A-I如第十圖所示,實驗結果顯示單一蛋白質(Galectin-1、Lumican或Apolipoprotein A-I)皆無法誘導毛囊再生。
本發明提供之誘導毛囊新生的皮膚萃取物或組合物可以在沒有毛囊真皮乳突細胞的情形下誘導表皮細胞毛囊新生,因為本發明之皮膚萃取物或組合物,與細胞(纖維細胞或表皮細胞)混合後,便可直接使用,無需如習知技術要先培養形成毛囊真皮乳突細胞團。故本發明之皮膚萃取
物及組合物可以省略大量培養毛囊真皮乳突細胞的步驟,可以大幅地節省成本與治療所需的時間。
因此,本發明之皮膚萃取物及組合物應用於開放性的傷口處,不僅可以使傷口癒合,在癒合過程中也會促進毛囊新生;此外,利用本發明之誘導毛囊新生的皮膚萃取物加入膠原蛋白及纖維母細胞製作成人工真皮,在移植後亦可以產生新毛囊。
Claims (18)
- 一種誘導毛囊新生的皮膚萃取物組合物,包含一皮膚萃取物與一表皮細胞及/或一纖維細胞之混合,其中該皮膚萃取物係由一胚胎皮膚組織與磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer solution,PBS)混合,並將該胚胎皮膚組織完全破壞後形成一混合物,將該混合物放置於低溫冷凍後解凍;利用針頭將該混合物來回多次抽吸以確保細胞均受到破壞後而獲得。
- 如申請專利範圍第1項所述之皮膚萃取物組合物,其中該胚胎皮膚組織與磷酸鹽緩沖液的比例係為1mg胚胎皮膚組織與400μL至500μL的磷酸鹽緩沖液。
- 如申請專利範圍第1項所述之皮膚萃取物組合物,其中該低溫冷凍係為-70℃至-120℃。
- 如申請專利範圍第1項所述之皮膚萃取物組合物,其中該低溫冷凍係進行至少8小時以上的時間。
- 如申請專利範圍第1項所述之皮膚萃取物組合物,其中該皮膚萃取物中包含半乳糖凝集素(Galectin-1)、人基膜聚糖(Lumican)、脫輔基蛋白質(Apolipoprotein)A-I、凝溶膠蛋白(Gelsolin)、胎兒纖維結合素(Fibronectin)及纖維蛋白元(Fibrinogen)。
- 如申請專利範圍第1項所述之皮膚萃取物組合物,其中該皮膚萃取物中包含人基膜聚糖(Lumican)、半乳糖凝集素(Galectin-1)及脫輔基蛋白質(Apolipoprotein)A-I。
- 如申請專利範圍第1項所述之皮膚萃取物組合物,其中該皮膚萃取物與該表皮細胞及/或該纖維細胞混合的細胞密度係為每微升(μL)皮膚萃取物含有1.0×104至2.0×104個細胞。
- 一種如申請專利範圍第1項至第7項任一項所述之皮膚萃取物組合物之用途,其係用於誘導一所需個體之表皮細胞新生毛囊。
- 如申請專利範圍第8項所述之用途,其係將該皮膚萃取物組合物移入於一所需個體。
- 如申請專利範圍第9項所述之用途,其中該移入係包含移植或注射至該所需個體之傷口。
- 如申請專利範圍第9項所述之用途,其中該皮膚萃取物所源自之胚胎皮膚組織、該表皮細胞及/或該纖維細胞係由該所需個體獲得。
- 如申請專利範圍第9項所述之用途,其中該皮膚萃取物與該纖維細胞進行膠原處理形成一膠原蛋白凝膠。
- 如申請專利範圍第12項所述之用途,其中該移入係為覆蓋。
- 一種誘導毛囊新生的組合物,包含一蛋白質混合物於磷酸鹽緩沖液中再與一表皮細胞及/或一纖維細胞一混合後獲得,其中該蛋白質混合物包含人基膜聚糖(Lumican)、半乳糖凝集素(Galectin-1)及脫輔基蛋白質(Apolipoprotein)A-I。
- 如申請專利範圍第14項所述之組合物,其中該蛋白質混合物進一步包含凝溶膠蛋白(Gelsolin)、胎兒纖維結合素(Fibronectin)及纖維蛋白元(Fibrinogen)。
- 如申請專利範圍第14項所述之組合物,其中該蛋白質組合物與磷酸鹽緩沖液之比例係為200ng至600ng的組合物溶於150μL至250μL的磷酸鹽緩沖液中。
- 一種如申請專利範圍第14至16項任一項所述之組合物之用途,其係用於誘導一所需個體之表皮細胞新生毛囊。
- 如申請專利範圍第17項所述之用途,其係該組合物植入一所需個體。
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Title |
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JID SYMPOSIUM PROCEEDINGS,VOL. 8, NO. 1,28-37, JUNE 2003 Biol Res 45: 215-222, 2012 2009/9/25上傳公開之林森等作者藥學論文「大鼠胚胎背部皮膚發育過程中毛囊幹細胞的發育初探」 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US20160129046A1 (en) | 2016-05-12 |
TW201617086A (zh) | 2016-05-16 |
US9737570B2 (en) | 2017-08-22 |
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