用于促进头发和指甲生长的小分子Wnt/β-连环蛋白激活剂的高通量筛选

这项研究与日常生活的关系

脱发变薄和指甲生长缓慢或受损是常见的顾虑，而现有治疗选择有限，并非对所有人都有效。本研究探索了一种新的途径，通过增强体内调控头发和指甲生长的修复程序来促进再生。研究人员筛选了数千种已存在的药物和天然化合物，寻找能够重新激活这些程序的小分子，为未来可能用于促进毛发生长和增强指甲的外用乳剂或溶液打开了大门。

头发与指甲生长的共同发动机

尽管头发和指甲外观差异很大，但它们都由硬角蛋白构成，并依赖于一个共有的内部控制系统，通常称为Wnt/β-连环蛋白通路。该系统帮助启动形成新的发干和指甲板的干细胞。相关基因在开启或关闭时的细微差别造就了头发的柔韧纤维和指甲的坚硬甲板。被称为R-spondin的蛋白，尤其是毛发中的RSPO3和指甲中的RSPO4，对该控制进行微调，而其他基因则可充当制动器。由于这套共享机制同时驱动这两个“微器官”，一种能够安全增强正确信号的单一药物或许能同时改善头发和指甲的问题。

高速寻找有用分子

为寻找此类分子，团队使用了高通量筛选平台——一种可以在微孔中快速测试数千种化合物的技术。他们检测了5,170种物质，包括许多美国FDA批准的药物和天然产物，使用的是经过工程改造、在Wnt信号活跃时会发出更强荧光的人类细胞。那些能够在不致死的情况下显著增强细胞发光的化合物被标记为有前景的激活剂。通过这次大规模筛选，九种药物脱颖而出，主要来自三类：抗病毒药物、抗癌药物和已知可增强Wnt通路的GSK-3β抑制剂。

聚焦基因变化与迷你头发—指甲器官

接着，研究人员考察了这九种候选物如何影响真实的毛发相关细胞。他们处理了人类真皮乳头细胞——毛囊底部的关键“指挥中心”，并测量了数十个与生长控制相关基因的变化。一些化合物，如氨基苯并呋喃（aminoacridine）和普鲁弗拉文（proflavine），显著提高了RSPO3和RSPO4的表达，同时下调了路径中的某些天然制动因子。团队还构建了由患者来源的皮肤细胞组合成的球体，作为模拟早期毛发和指甲结构的三维“胚”。当这些迷你模型暴露于测试药物时，若干化合物，尤其是伊米多卡尔（imidocarb），明显延长了这些微型毛发和指甲胚，表明它们可能在活组织中促进生长。

在活体动物中测试毛发与指甲生长

随后，研究小组转向小鼠模型，观察这些分子变化是否能转化为可见的再生效果。在剃光的小鼠背部，选定药物的每日外用与常用的生发药米诺地尔（minoxidil）进行比较。氨基苯并呋喃，尤其是与米诺地尔联合使用时，引发了更早和更大范围的皮肤变暗，这通常是毛囊进入活跃生长期的迹象。在四周内，该组合产生的新发生长面积超过了单独使用米诺地尔的情况。针对指甲，团队修剪了小鼠趾甲并用精细CT成像监测再生。结果显示，伊米多卡尔和普鲁弗拉文比对照处理带来更明显的指甲长度增长，强调了它们提升指甲生长以及毛发相关标志的潜力。

对未来治疗的意义

综合来看，这项研究表明，对现有药物进行谨慎筛选可以发掘其在头发和指甲再生方面的新用途。氨基苯并呋喃（尤以与米诺地尔合用）成为一个强有力的生发候选者，而伊米多卡尔和普鲁弗拉文在促进指甲生长方面显示出特殊前景。这些化合物似乎是通过温和放大体内的生长信号来发挥作用，而不是促使细胞失控地分裂。尽管该研究仍处于实验室和动物阶段，人体安全性和剂量需进一步全面评估，但它为下一代局部用药铺就了现实可行的道路，未来或能帮助人们恢复更浓密的头发和更健康的指甲。

引用: Abudureyimu, G., Jang, HS., Shim, J. et al. High-throughput screening of small molecule Wnt/β-catenin activators for hair and nail growth. Commun Biol 9, 525 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09656-1

关键词: 毛发再生, 指甲生长, Wnt 信号通路, 药物再定位, 高通量筛选