頭發變白的原因找到了！Nature挑戰干細胞經典教條

　　隨著年齡的增長，人們的頭發會不可避免地變白，也有不少人因為壓力或者遺傳因素少年白頭、早生華發。目前，科學家了解到與頭發黑色素產生相關的黑素細胞干細胞 (McSCs) 比其他成體干細胞群更早失效，這會導致頭發變白，但是背后的具體機制尚不明確。

　　近期，來自紐約大學格羅斯曼醫學院的研究人員在 Nature 雜志發表了一篇題為 Dedifferentiation maintains melanocyte stem cells in a dynamic niche 的研究，發現黑素細胞干細胞 (McSCs) 具有在毛囊生長區室之間移動的獨特能力，但隨著年齡的增長，這些干細胞會陷入停滯，因此失去成熟和保持頭發顏色的能力。

　　該研究找到了頭發變白的原因，并有助于開發出預防白發或是逆轉白發的方法。

圖片來源：Nature

　　研究內容

　　頭發顏色取決于毛囊內不斷繁殖的黑素細胞干細胞，當它們獲得信號刺激成為成熟細胞后，就會分化產生成熟的黑色素細胞，產生負責顏色的色素蛋白。

　　此前的理論認為，McSCs 在毛囊干細胞壁龕中以未分化的狀態保留，與分化的子代細胞在物理上分離，而子代細胞會隨著再生刺激的信號而遷移。

　　在這項研究中，研究人員使用 3D 活體內成像和 scRNA-seq 技術實時跟蹤細胞，觀察 McSCs 在每個毛囊內的移動和老化。他們發現大多數 McSCs 在最原始的干細胞狀態和成熟的下一階段（過渡擴增狀態）之間轉換，以實現自我更新和成熟后代的生成，而這一細胞狀態的轉換還取決于它們的位置。

　　這一機制的發現，與常規認知中其他干細胞自我更新的機制并不相同，干細胞分化通常被認為是單向的，沒有這種來回轉換的模式。同日，Nature 發表了一篇評述文章 Yo-yoing stem cells defy differentiation dogma，認為這項研究挑戰了長期以來干細胞分化的教條。

圖片來源：Nature

　　研究人員發現，隨著頭發老化、脫落，然后重新生長，越來越多的 McSCs 被卡在毛囊的隆突區（hair follicle bulge）。在這里，McSCs 仍然存在，但不會成熟到過渡擴增狀態，也無法回到它們的原始位置——毛基質區（hair germ）。

圖片來源：Nature

　　同一研究小組的早期研究表明，McSCs 的成熟和色素產生需要 WNT 信號的刺激。并且發現，McSCs 在毛基質區暴露于 WNT 信號的次數是毛囊的隆突區的數萬億倍。

　　在小鼠模型中，他們通過拔毛和強制再生加速毛囊的物理老化，發現毛囊中含有 McSCs 的毛囊數量從拔毛前的 15% 增加到接近 50%，這些細胞無法再生或成熟為產生色素的黑色素細胞，因此被拔毛的小鼠表現出了滿身白發的表型。（嚇得學術菌停下了拔白頭發的手！）

　　相比之下，其他繼續在毛囊的隆突區和毛基質區之間來回移動的 McSCs 保留了它們作為 McSCs 再生的能力，成熟為黑色素細胞，并在為期兩年的整個研究期間產生色素。

圖片來源：Nature

　　這些研究結果表明，McSCs 的運動和可逆分化是保持頭發健康和著色的關鍵因素。該團隊計劃研究恢復 McSCs 的運動性或將它們物理移回毛基質區，開發出讓白發變為黑發的方法。

　　「這項研究增加了我們對黑素細胞干細胞如何讓頭發保持黑色的基本理解，」研究首席研究員 Qi Sun 博士說到，「新發現的機制提出了可能存在黑素細胞干細胞固定定位的可能性。它提供了一種潛在的途徑，通過幫助停滯的細胞在發育中的毛囊區間再次移動來預防或逆轉人類頭發的變白。」