![]()
对大多数人而言,白发是衰老最直观、也最令人不安的标志之一。
但如果派派告诉你,长白发其实是件好事呢?甚至说,长白发,还是你的身体为了保你平安,帮你做出的正确选择。
这可不是玩笑。近期,来自Nature子刊[1]上的一篇研究就证实:头发变白与预防恶性黑色素瘤之间,存在着一种此消彼长的拮抗关系。我们的身体宁愿牺牲头发的颜色,也要主动清除那些有A变风险的受损色素干细胞。
![]()
![]()
黑发之源,白发之谜
你那一头乌黑秀发,是如何被染上“色彩”的?
![]()
这其实是由你体内的黑色素(Melanin)所决定的,它由毛囊中的黑色素细胞合成,再注入生长中的发丝,才有了你那靓丽的一头黑发~但它们也并非取之不尽,每个头发生长周期,都得靠黑色素干细胞(McSCs)池来更新换代[2]。
![]()
图注:毛发生长周期的实验流程与机制示意图
一旦收到“该长头发了”的信号,这些干细胞就会从毛囊中段的隆突区(储备库)派遣出一部分成员向下迁移,并分化转变为成熟的黑色素细胞,奔赴发根上岗,为新生的头发注入灵魂;剩下的就进行自我更新,维持储备库的规模。
那……恼人的白发又是咋回事?是因为年纪大了,McSCs少了嘛?并不全是,早在2005年,本文通讯作者西村栄美教授就发现[2],当遭受无法修复的DNA损伤后,黑色素干细胞会做出一个“异常”的选择:放弃自己的干细胞身份,永远地离开了毛囊隆突区。
![]()
图注:在健康的毛囊中,大量被染成蓝色的黑色素干细胞安稳地待在隆突区里(Bg),但在DNA损伤等严重压力的毛囊中,却没有干细胞的身影
最终,干细胞储备库耗竭,毛囊无法再生新的黑色素细胞,新生的毛发自然呈现为白色。
![]()
图注:毛囊内的黑色素干细胞储备库被耗尽的小鼠,无论是身体的毛发(左),还是面部的胡须(右),都呈现出明显的灰白色
这就有点让人想不明白了! 为啥身体会允许黑色素干细胞(McSCs)在压力下,以一种看似“自毁长城”的方式,自我衰老,自我耗竭?
但这压根并不是什么意外,而是身体的一种主动的自我保护机制:衰老耦合分化(Seno-differentiation)。
![]()
衰老还是A变?
衰老
此阶段,细胞会启动p53主导的细胞衰老通路,增加细胞周期抑制因子p21的表达量。它的作用非常直接,能强制让携带危险DNA损伤的干细胞停止一切分裂和自我更新活动,进入永久性的细胞周期停滞状态,阻止受损DNA的遗传,降低A变风险。
![]()
图注:绿色代表黑色素干细胞。与健康状态下(IR-)不同,在遭受辐射损伤后(IR+),大量干细胞会表达红色的p21衰老蛋白(箭头所示),激活衰老通路
终末分化、清除
在进入永久停滞的同时,这些在隆突区中受损的黑色素干细胞还会燃烧自己,完成最后一次分化使命,转变为一个成熟、不具备“干性”的普通黑色素细胞。随后,机体的免疫系统会识别并清除这些细胞,确保发生的基因损伤没有任何机会被复制和遗传下去,不留一丝后患。
![]()
图注:辐射后的干细胞(绿色)在第6-8天会短暂分化,同时表达p21蛋白(红色)并产生黑色素(箭头所示),到了第15天便会从毛囊中完全消失
随着上面一整套精密的自我保护程序走完,结果就是:干细胞储备被彻底掏空,毛囊无法再生产出色素。恭喜你,为了“防A大业”,你成功喜提一头飘逸的白发。
![]()
头长“小白”也是白
但如果遇到对手是致A性应激的话(化学致A物DMBA、紫外线辐射UVB等),情况就变得棘手和复杂了。这类应激源的阴险之处在于,它们会绕开上面所说的防御系统,激活细胞里其他独立的促增殖信号通路(例如花生四烯酸代谢通路),改变细胞命运。
![]()
图注:特定致A物(DMBA、UVB)通过抑制衰老通路,促使受损干细胞存活
这种信号冲突直接导致了功能上的拮抗,从而抑制了p53主导的这条抗衰通路的功能,携带DNA损伤的干细胞就可以绕过正常的清除程序,并在后续的自我更新中不断累积更多的突变,最终形成A前病变,并有极高的风险演变为恶性黑色素瘤。
一根白发,一颗黑色素瘤的萌芽。当干细胞受损的那一刻,它就站在了命运的岔路口。结局走向,全看细胞内部p53主导的抗衰通路与异常促增殖通路之间的对抗。
![]()
![]()
微环境的爱,变成了伤害
虽然是细胞内部的信号对抗,但点燃这场对抗的火星子,却来自细胞的外部——干细胞所处的微环境。这是一个由周围各种细胞和它们分泌的信号分子构成的“小社区”,它们会不停地给干细胞下指令,告诉它们何时该休眠、分裂或分化。
![]()
图注:干细胞会被小心翼翼地保存在由周围各种细胞和它们分泌的信号分子构成的微环境。微环境不断地向干细胞发送指令,告诉它们何时该休眠、分裂或分化
其中,一种名为KIT配体(KITL)的关键因子, 主要负责维持黑色素干细胞的存活与功能稳定。
![]()
图注:与对照组相比,经化学致A物DMBA处理后,毛囊中KITL的表达水平会被显著上调
但正是这个维持稳态的关键信号 KITL,其水平的异常变化,成为了决定干细胞最终命运:到底是走向p53主导的良性衰老,还是滑向A变的深渊?
![]()
图注:致A物DMBA和UVB通过诱导微环境,使其在基因和蛋白水平均异常高表达关键信号因子KITL(绿)
研究表明,化学致A物会诱导微环境分泌远超正常水平的KITL,异常激活干细胞内部的促增殖通路,直接拮抗并抑制p53通路,使得本应被“衰老耦合分化”程序清除的受损干细胞得以存活,并被迫进入了异常增殖的轨道!
![]()
图注:DMBA拮抗辐射损伤的能力完全依赖于KITL信号(在KITL信号减弱的小鼠中,DMBA无法阻止毛发变白)
与致A物的作用路径相反,这项研究还从另一个角度揭示了你的白发从何而来:随着衰老,微环境自然分泌KITL的水平也开始出现下降,使得其内部促生存信号与p53防A信号之间的平衡向后者倾斜。
![]()
图注:衰老会导致干细胞微环境中关键的促存活信号(如KITL)显著减少
这些干细胞变得更加脆弱,此时哪怕只是轻微的日常生理压力造成的DNA损伤,都更容易触发它们的“衰老耦合分化”程序而被清除。今天清一个,明天清一个,日积月累下来,干细胞储备库逐渐耗竭,导致老年性白发的产生。
时光派点评
综上,来自KITL信号的双重作用,让我们必须重新审视当前的护发与抗衰产业。目前市面上这么多高端护发产品或抗衰疗法,都宣称能激活干细胞、唤醒毛囊。其作用原理,往往是通过添加各种生长因子,来模仿KITL这类信号分子的作用。
但现在……你也知道了,在某些情况下,这些我们花大价钱补充的过量生长因子,反而可能成为促使细胞恶变的潜在“帮凶”。如果一个干细胞已经携带了潜在的DNA损伤,再来个外来的强激活信号,这是否会抑制我们体内的 p53 防A机制,为A症的发生发展提供了适合的条件呢?
养过花草的都懂一个道理,你想让它长得好,关键是改善土壤、调节养分,而不是直接用激素去催熟它的种子。所以,一个更安全、更科学的抗衰策略,也应该是转向“维护与修复”,打理好微环境,干细胞才能做出最有利于整个机体的正确抉择。
![]()
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.