Nature:头发变白的机制找到了!白发变青丝或不再是梦!

君不见,高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪……不论头发是在不知不觉间由黑转白,还是因为遭遇重大变故而“一夜白头”,都是令人伤感遗憾的事。头发的变白似乎总和衰老脱不开关系,既是由于人们总因衰老而白头,也是因为白发会让人看起来苍老更多。

然而现在,除了染发、戴假发之外,人们有希望真正做到将头发由白变黑!4月19日,纽约大学格罗斯曼医学院研究团队在Nature上发表最新篇论文“Dedifferentiation maintains melanocyte stem cells in a dynamic niche”,揭秘了头发变白的机制,并指出这一机制可以被逆转。

图1 研究成果(图源:[1])

一般情况下,头发呈现出黑色,是由于黑色素细胞合成的真黑色素(Eumelanin)将头发“染”成了黑色。黑色素细胞由黑色素干细胞(melanocyte stem cell,McSC)分化成熟而来。McSC是成体干细胞的一种。

一般而言,成体干细胞会有两种截然不同的命运走向:一种通过自我更新维持自身,另一种则先进入名为“过渡扩增”(transit-amplifying,TA)的中间状态,可以快速增殖,然后分化成熟为具体的细胞类型。成体干细胞能否维持这两种走向,决定了身体组织器官能否正常地更新和修复,比如伤口愈合和毛发生长,都有赖于此。

然而,格罗斯曼医学院的研究人员通过谱系追踪(可以跟踪一种细胞及其后代)和3D活体成像的方法对小鼠体内的McSC进行持续的跟踪。结果发现,McSC的行为与其他的成体干细胞并不完全相同,甚至颠覆了以往的教条。

毛发的生长是由毛囊(hair follicles,HF)周期性地生长、退化、再生所驱动的。研究人员发现,在毛囊的休止期(telogen),大多数McSC位于毛囊的毛基质(hair germ,HG)区,少数情况下,McSC会出现在毛囊的隆起(bulge)区。这表明,对于头发着色和McSC的自我维持,HG区的McSC是主力军。

图2 毛囊结构(图源:[2])

随后,研究人员追踪了HG McSC在毛囊周期其余时间的命运走向。结果发现,在毛囊生长初期(anagen),在毛球(hair bulb)区,出现了HG McSC生成的成熟黑色素细胞,这些成熟的黑色素细胞会在初期结束时死亡。同时,HG McSC还出现在隆起和上部外根鞘(upper outer root sheath,ORS up)的干细胞生态位,并表现出自我更新能力。在毛囊的生长中晚期(catagen),隆起/ORS up区的大多数McSC出现在毛囊下部。到下一个休止期,它们大多数回到了HG区域。

(责任编辑:AK007)