哈佛大学的研究人员发现了慢性压力如何损害毛囊干细胞的生物学机制，证实了长期以来的观察，压力可能导致脱发。
在一项发表在《自然》杂志上的小鼠研究中，研究人员发现一种主要的压力激素导致毛囊干细胞停留在一个延长的静息期，而没有再生毛囊和头发。研究人员确定了负责将压力信号传递给干细胞的特定细胞类型和分子，并表明这一途径可能是恢复头发生长的潜在治疗目标。
毛囊是为数不多的哺乳动物组织之一，它可以在整个生命过程中经历多次再生，并已成为我们对哺乳动物干细胞生物学的基本理解的一个范例。毛囊在生长和休息之间自然循环，这一过程由毛囊干细胞推动。在生长阶段，毛囊干细胞被激活，再生毛囊和头发，头发每天都长得更长。在静止期，干细胞处于静止状态，毛发更容易脱落。如果毛发脱落，而干细胞保持静止状态而不再生新的组织，就会发生脱发。
研究人员研究了慢性应激小鼠模型，发现毛囊干细胞在很长一段时间内都处于静止状态，不能再生组织。肾上腺分泌的一种主要的应激激素皮质酮，在长期的压力下会上调;给小鼠提供皮质酮能够复制应激对干细胞的影响。人体中类似的激素是皮质醇，在压力下也会上调，通常被称为“压力激素”。
在正常情况下，毛囊的再生速度会随着时间的推移而减慢——随着动物年龄的增长，静息期会变长。但是当研究人员移除了压力激素后，干细胞的休息期变得非常短，小鼠在他们的一生中不断进入毛囊再生的生长阶段，即使他们已经老了。
因此，即使在体内循环的应激激素是处于正常的基线水平，它也是静止期的重要调节器。压力本质上只是提高了原有的‘肾上腺-毛囊轴’，使毛囊干细胞更难进入生长阶段，从而再生出新的毛囊，”第一作者Hsu说。
在建立应激激素和毛囊干细胞活性之间的联系之后，研究人员寻找这种联系背后的生物学机制。
“我们首先询问应激激素是否直接调节了干细胞，并通过取出皮质酮受体来进行检查，但结果证明这是错误的。相反，我们发现应激激素实际上作用于毛囊下的一簇真皮细胞，即所谓的真皮乳头，”Sekyu Choi博士说，他是这项研究的主要作者。
真皮乳头被认为是激活毛囊干细胞的关键，但当应激激素水平发生改变时，以前已知的真皮乳头分泌的因子都没有改变。相反，应激激素阻止了真皮乳头细胞分泌Gas6，研究人员发现这种分子可以激活毛囊干细胞。
“在正常条件和压力条件下，添加Gas6足以激活处于静息期的毛囊干细胞，并促进头发生长，”Choi说。“在未来，Gas6通路可能被开发用于激活干细胞以促进头发生长。
去年，该研究小组发现了压力如何影响毛囊中的另一种干细胞，即再生头发色素的黑素细胞干细胞。研究人员发现，压力会激活交感神经系统，消耗黑素细胞干细胞，导致头发过早变白。现在有了这项新的研究，这两项发现共同证明，尽管压力对毛囊干细胞和黑素细胞干细胞都有不利影响，但其机制是不同的。压力通过神经源性信号直接耗尽黑素细胞干细胞，而压力通过肾上腺压力激素对niche的影响阻止毛囊干细胞生成新头发。因为毛囊干细胞并不耗尽，它可能在压力下通过诸如Gas6途径的机制重新激活干细胞。
除了Gas6通路在促进头发生长方面的潜在应用外，该研究结果对干细胞生物学也有更广泛的意义。
“当寻找控制干细胞行为的因素时，通常我们会观察局部的皮肤。虽然存在重要的局部因素，但我们的研究结果表明，毛囊干细胞活动的主要开关实际上远在肾上腺，它通过改变干细胞激活所需的阈值起作用，”Hsu说。“你可以系统地控制不同器官中发挥真正重要作用的干细胞行为，我们正在了解越来越多这种‘跨器官相互作用’的例子。“组织生物学与身体生理学是相互关联的。在这个领域，我们还有很多东西要学，但我们的发现不断提醒我们，为了理解皮肤中的干细胞，我们常常需要超越皮肤来思考。”
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资讯来源：MedicalXpress: Researchers identify mechanism for regenerating hair follicle stem cells
文献来源：Corticosterone inhibits GAS6 to govern hair follicle stem cell quiescence, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03417-2 , www.nature.com/articles/s41586-021-03417-2
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