壓力如何讓小鼠毛發變灰白?影響毛囊里的干細胞

2月18日消息,幾個世紀,甚至幾千年來,關於恐懼或其他壓力會使頭發變白的說法一直在民間流傳。不過,直到近期對小鼠的一項新研究,才為這種現象的存在提供了第一手的具體證據。該研究也可能為這種現象的發生提供生物學上的解釋。

壓力如何讓小鼠毛發變灰白?影響毛囊里的干細胞

法國瑪麗·安托瓦內特王後的老師兼貼身侍女康龐夫人(Henriette Campan)曾經寫道,1791年的法國大革命事件令這位35歲的王後非常痛苦,在6月20日深夜到第二天早晨,當王室試圖逃離法國並失敗之後,她的頭發「變得花白,如同七十歲的老嫗」。頭發早早變白的故事不僅涉及王室成員,2013年的一項研究發現,自1800年以來,醫學文獻中記錄了近200個這樣的病例。

這種「一夜白頭」的現象在醫學上稱為「canities subita」,古今中外都有記載。不過,這些故事都可以當成傳說故事來聽,即使其中包含了可信的目擊者證詞。一些研究者給出了更平常的解釋:比如,這個人可能患有一種罕見的自身免疫性疾病,會導致突然脫發,這種情況被稱為「隱匿性斑禿」(alopecia areata incognita),只會影響到他們最後剩餘的有色頭發。如果發生這種選擇性脫發,那個人最終只剩下灰白的頭發,或者只是重新長出了灰白的頭發,那他們可能就會被認為是最近發生的某件事讓他們一夜白頭。

新研究的作者、哈佛大學研究者許雅捷(Ya-Chieh Hsu)和她的團隊希望盡可能科學地探索這個問題。在近日發表在《自然》(Nature)雜誌上的論文中,他們將關注點放在干細胞上。干細胞是構建人體各種細胞的基礎,包括調節毛發生長的細胞。

「在干細胞科學領域,我們擁有比以往任何時候都要先進的工具,這個領域已經開始以非常令人興奮的方式與神經生物學重疊,」許雅捷副教授說,「我們現在能夠非常精確地研究人體的系統性變化如何影響特定的干細胞——這也是我們現在所做的。」

她的研究小組讓黑毛小鼠經受各種各樣的壓力,比如限制其活動。隨着時間推移,與對照組小鼠相比,經受壓力的實驗組小鼠確實出現了更多的白毛。然後,研究人員系統列出了可能導致毛發變白的因素,比如免疫系統會追蹤與毛發有關的細胞。最終,他們排除了其他所有可能,只留下一個選項。

「我們研究了許多不同的可能性,包括免疫攻擊、皮質醇水平等,然後我們意識到真正的驅動因素是交感神經系統,它會觸發哺乳動物的『戰鬥或逃跑』反應,」許雅捷解釋道。

交感神經系統支配着我們對壓力的即時、不自覺的反應,這多虧了遍布全身的神經網絡。我們的皮膚也是這個網絡的一部分,交感神經包裹着每個毛囊。在毛囊內部,有一些干細胞可以轉變成在毛發再生時染色的細胞,這就是黑色素干細胞。正常情況下,毛囊中總是會保留一些黑色素干細胞(至少在緩慢的衰老過程開始之前),但研究中經歷了過大壓力的小鼠卻不是這樣。

「我們發現,壓力會導致交感神經釋放神經遞質去甲腎上腺素,然後被黑素細胞干細胞吸收。這使得所有干細胞都被激活,於是它們會轉化成產生色素的細胞,」許雅捷說,「在很短的時間里,一個(干細胞)也沒有留下。短短幾天內,可再生色素的干細胞庫就會枯竭。一旦它們消失,就不能再產生色素了。」

當然,小鼠並不是人類,所以需要更多的研究來證實我們身上也會發生同樣的基本過程。不過,研究團隊相信人類的情況大同小異,因為小鼠和人類都有這些製造色素的干細胞,以及功能類似的交感神經系統。「雖然我們希望二者能有緊密的聯系,但目前還沒有確鑿的證據,」許雅捷說道。

就像科學研究中經常出現的情況一樣,許雅捷的研究不僅為一個古老問題提供了可能的答案,而且還為一系列新的問題打開了大門。例如,研究小組驚訝地發現,老鼠的「戰或逃」反應之所以會造成這樣的傷害,是因為其進化功能就像一個躲避危險的按鈕。在過去幾十年里,科學家已經從許多方面開始揭示,壓力對我們的健康而言是一把雙刃劍。繼續研究干細胞在壓力下的行為可能還會揭示其他的負面影響。

「壓力對這些特定干細胞的嚴重影響迴避了一個問題,即人體中的其他干細胞可能會受到怎樣的影響,」許雅捷副教授說,「這項研究對於幫助科學家理解壓力如何影響干細胞和不同組織至關重要,還有很多工作要做。」

來源:cnBeta