Cell新研究破解毛發生長密碼，成纖維細胞的“電信號”逆轉脫發？

 

脫發影響著全球數億人的生活質量。盡管業界對激素失衡、代謝紊亂、毛囊干細胞萎縮等脫發成因有諸多認知，但有效促進人類毛發生長的策略始終難以突破……

 

2025 年 8 月 15 日，北京生命科學研究所/清華大學陳婷團隊與南方醫科大學林志淼團隊合作，在《Cell》發表研究，題為 “Fibroblast bioelectric signaling drives hair growth”。論文揭示了一個此前未被認識的現象——皮膚成纖維細胞的膜電位變化會影響毛囊周期，從而調控毛發再生。

 

 

研究來自北京生命科學研究所、清華大學生物醫學交叉研究院、南加州大學、北京腦科學與類腦研究所、中國醫學科學院整形外科醫院、北京朝陽醫院、北京清華長庚醫院、中南大學湘雅醫院等多家單位。陳婷研究員與林志淼教授為共同通訊作者，陳道明為第一作者。

 

 

Part 1

從罕見疾病中尋找毛發生長的遺傳線索

KCNJ2 異常上調與過度毛發生長相關

 

團隊研究的切入點來自一種罕見遺傳病“先天性泛發性終毛過度生長（congenital generalized hypertrichosis terminalis，CGHT）”。

 

這一疾病的患者全身毛發顯著增多，但致病分子機制長期未明。

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該研究對 5 例攜帶不同染色體 17 號結構變異的 CGHT 患者進行 Hi-C 三維基因組分析，發現不同類型的結構變異均導致 KCNJ2 所在區域與新的增強子產生異常接觸，從而使 KCNJ2 在皮膚成纖維細胞中過度表達。

 

 

單細胞測序進一步顯示，KCNJ2 的上調主要發生在真皮成纖維細胞，而非毛囊真皮乳頭或真皮鞘等經典毛囊“專職”間充質細胞。

 

 

Part 2

動物模型驗證

僅成纖維細胞中過表達 KCNJ2

才會促進毛發生長

 

研究構建了多個細胞類型特異性的 KCNJ2 過表達小鼠模型。

 

結果顯示——

 

• 角質細胞、血管內皮、免疫細胞、真皮乳頭、真皮鞘、脂肪細胞中過表達 KCNJ2 均不影響毛囊周期

   

• 只有成纖維細胞中過表達 KCNJ2 會顯著縮短休止期并加速進入生長期

 

小鼠背部毛囊在同一時間窗口內經歷了額外的生長周期，毛干長度增加，伴隨基質細胞增殖增強等現象。

 

這一結果提示——普通成纖維細胞也具備積極調控毛囊再生的潛力，而不僅僅是結構性支持細胞。

 

 

Part 3

機制剖析

KCNJ2 改變細胞膜電位

影響鈣離子水平并增強 Wnt 信號反應

 

KCNJ2 編碼 Kir2.1 鉀通道，可改變細胞膜電位。

 

研究發現——

 

• 成纖維細胞中過表達 KCNJ2 會導致膜電位超極化

   

• 超極化伴隨細胞內鈣離子減少

   

• 鈣離子變化進一步使成纖維細胞對 Wnt 信號的反應增強

   

• 下游 Wnt/β-catenin 目標基因表達上升

   

• 成纖維細胞分泌的毛囊活化相關因子（如 RSPO3、SCUBE3）也隨之增加

 

阻斷 Wnt/β-catenin 響應（如敲除 β-catenin）會完全抑制 KCNJ2 引發的毛發再生效應，說明這一途徑在機制中不可或缺。

 

 

研究還發現，正常小鼠毛囊周期的成纖維細胞膜電位本身就存在波動，生長期更偏向超極化，而休止期更偏向去極化。

 

 

Part 4

衰老與 AGA 模型實驗

 

在進一步的實驗中，研究團隊構建了老年小鼠和 DHT 誘導的雄激素性脫發（AGA）模型——

 

• 老年小鼠的成纖維細胞呈明顯的膜電位去極化

   

• 過表達 KCNJ2 后，小鼠毛囊能夠在長期實驗中保持更持續的生長

   

• 在 DHT 抑制毛發生長的小鼠皮膚中，KCNJ2 的超極化能夠部分恢復毛囊進入生長期的能力

 

 

上述觀察提供了潛在的研究方向，但仍屬于動物模型層面的機制驗證。

 

該研究的主要貢獻在于——揭示了成纖維細胞膜電位影響毛囊周期的生物學現象；明確了“KCNJ2 → 膜電位超極化 → 鈣離子降低 → Wnt 反應增強 → 毛囊再生”的鏈條；提示成纖維細胞可能構成毛囊微環境中此前被低估的功能性組件。

 

不過，這項研究也存在不少局限性，例如未能在患者來源成纖維細胞中直接驗證增強子作用；人體毛發生長較小鼠更復雜，生物電調控能否安全有效地用于臨床仍需大量探索；膜電位調控涉及多個離子通道，細胞類型差異顯著，仍需進一步厘清機制。

 

 

Part 5

對個護美妝的產業意義

 

目前，臨床和日化端廣泛使用的防脫發、護發等技術路徑，與這項新研究提出的生物電調控鏈路并不一致。

 

例如，常用的米諾地爾作用于血管平滑肌細胞，依靠鉀通道開放帶來的血管擴張改善局部供血，與成纖維細胞膜電位變化無直接關聯。

 

再如非那雄胺和度他雄胺通過抑制 5α-還原酶減少 DHT 生成，其干預點位于雄激素信號，屬于另一類調節體系。

 

另外，常見的生長因子、多肽或植物提取物則更多圍繞毛囊微環境和成纖維細胞活性展開，可能與 Wnt 反應存在間接關系，但不涉及膜電位變化引發鈣離子水平調整，再影響 Wnt 反應這一鏈條。

 

從個人護理行業的角度看，這項新研究強調了真皮成纖維細胞在毛囊周期調控中的主動性，為理解毛囊微環境提供了新的切入點，也提示未來可以從更精細的細胞狀態和信號敏感性出發重新審視配方邏輯。

 

生物電信號作為調節軸的概念仍停留在基礎研究階段，但“結構性細胞也具備調控能力”這一認知的補充，可能推動行業在毛發護理方向展開更系統的微環境研究。新發現距離實際產品化仍需跨越透皮遞送、電生理靶點安全性和宣稱合規等多道關口。

 

 

來源：

作者：John Xie