高堂明鏡悲白發(fā)，
朝如青絲暮成雪。
——李白《將進酒·君不見》
一夜白發(fā)并非言過其詞。
春秋時期楚國伍子胥被楚王追殺，在過昭關時因為犯愁如何過關，一夜之間黑發(fā)變成了白發(fā)。
法國國王路易十六的妻子瑪麗·安托瓦內(nèi)特在法國大革命期被捕后，頭發(fā)一夜之間變白。
金庸的神雕俠侶中的瑛姑，因無法救助身受重傷的幼兒，以致一夜白發(fā)。
王本學在援助武漢56天后頭發(fā)變白，以至于回家時3歲女兒一時認不出自己的父親。
長久以來，坊間軼事都認為頭發(fā)變白是壓力導致的?，F(xiàn)在，哈佛大學的科學家們首次解釋了其中的緣由：壓力激活了部分與戰(zhàn)斗/逃跑反應有關的神經(jīng)元，進而導致了毛囊色素再生干細胞的永久性損傷。這項研究發(fā)表在今年1月的《自然》雜志上。該研究提高了科學家對于壓力如何影響身體的認識。
哈佛大學干細胞和再生生物學副教授，資深作者Ya Chieh Hsu說：“我們想知道是不是壓力導致了白發(fā)，如果這是正確的，那么壓力又是如何導致了其他組織的變化呢？毛發(fā)色素沉淀是一個非常容易理解和容易處理的系統(tǒng)，而且，我們真的很好奇壓力是否真的會導致毛發(fā)變白?！?/p>
查找根源、縮小范圍
由于壓力會對整個身體造成影響，研究人員首先必須縮小研究范圍，以鎖定到底是身體的哪個系統(tǒng)需要為（壓力與頭發(fā)變白之間產(chǎn)生聯(lián)系）負責。
研究小組首先假設壓力導致的免疫攻擊會把色素生成細胞作為攻擊目標。然而，當老鼠的免疫細胞十分缺乏時，老鼠仍然產(chǎn)生白色毛發(fā)。
于是研究人員將研究的對象轉向了皮質(zhì)醇激素。但再一次，這是一個死胡同。“壓力會提高體內(nèi)皮質(zhì)醇激素的水平，所以我們認為毛發(fā)變白可能是皮質(zhì)醇的作用結果，”Hsu說，“但令人驚訝的是，當我們摘除了老鼠的腎上腺，讓它們不能產(chǎn)生皮質(zhì)醇樣激素，它們的毛發(fā)在壓力下仍然會變白?！?/p>
在一個個排除了多種可能性之后，研究人員對交感神經(jīng)系統(tǒng)進行了研究，遍布皮膚的每個毛囊的交感神經(jīng)系統(tǒng)負責人體的戰(zhàn)斗/逃跑反應。研究人員發(fā)現(xiàn)，壓力導致交感神經(jīng)釋放化學物質(zhì)去甲腎上腺素，然后，這些去甲腎上腺素會被附近的再生色素干細胞吸收掉。
再生色素干細胞（紅色）周圍的交感神經(jīng)（綠色），藍色為毛囊
損害是永久性的
毛囊中的某些干細胞充當了色素生成細胞的貯存器。當頭發(fā)再生時，一些干細胞轉化為色素生成細胞，為頭發(fā)著色。
研究人員發(fā)現(xiàn)，來自交感神經(jīng)的去甲腎上腺素導致干細胞過度激活。干細胞全部轉化為色素生成細胞，過早地耗盡了貯存器。
“當我們開始研究這個問題時，我原以為壓力只是對身體有害，但我們發(fā)現(xiàn)：壓力的危害性影響遠超出了我的想象，”Hsu說，“幾天后，所有的色素再生干細胞都消失了。它們一旦消失，就再也不能生成色素了。這意味著損害是永久性的。”
DOI: 10.1038/s41586-020-1935-3
黑素細胞干細胞和應激
黑色素細胞干細胞（MeSCs）位于毛囊的突起處，由交感神經(jīng)系統(tǒng)（中能夠釋放神經(jīng)遞質(zhì)分子去甲腎上腺素）的神經(jīng)元支配。毛囊循環(huán)經(jīng)歷三個階段：再生（anagen）、退化（catagen）和靜止（telogen）。
a、 在正常條件下，黑色素細胞干細胞在生長過程中從毛囊bulge細胞（紅色箭頭）中遷移到黑素細胞。黑素細胞合成色素，為再生的頭發(fā)染色。在退化和靜止期，它們開始死亡并遷移出生態(tài)位（未顯示）。然而，在下一個生長期仍有大量的mesc替代黑素細胞。
b、 Zhang等人表明，應激刺激激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，增加毛囊中去甲腎上腺素的釋放。去甲腎上腺素導致黑色素干細胞完全轉化為黑色素細胞，黑色素細胞在退化和靜止期中遷移出生態(tài)位。毛囊中的黑素細胞干細胞被耗盡，而黑素細胞干細胞本可以分化來取代這些黑素細胞。在下一個生長期，如果沒有任何色素細胞給毛發(fā)著色，頭發(fā)就會開始變灰或變白。
Zhang, B. , Ma, S. , Rachmin, I. , He, M. , & Hsu, Y. C. . (2020). Hyperactivation of sympathetic nerves drives depletion of melanocyte stem cells. Nature, 577(7792), 1-6.
研究人員說，這一發(fā)現(xiàn)突顯了（原本具有保護作用的）進化反應的負面影響。
該研究的主要作者、博士后研究員Bing Zhang說：“人們一直認為急性應激，特別是戰(zhàn)斗或逃跑反應有利于動物的生存。但是在這種情況下，急性應激會導致干細胞永久性耗竭?！?/p>
黑色素干細胞（黃色）周圍的交感神經(jīng)（品紅色），綠色為毛囊
一個基礎問題
為了研究壓力與頭發(fā)變白之間的聯(lián)系，研究人員一開始研究壓力導致的全身反應，然后逐步將壓力的影響放大到各個器官系統(tǒng)、細胞間的相互作用，一直到最后的分子動力學。這一過程需要各種各樣的研究工具，包括操控器官、神經(jīng)和細胞受體的方法。
“在這些從最高層次到最小的細節(jié)的研究中，我們與許多科學家進行了合作，涉及多個學科，使用不同的方法來解決一個非?；镜纳飳W問題，”Zhang說。
論文合作者包括哈佛大學醫(yī)學院免疫學助教Isaac Chiu，他主要研究神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)之間的相互作用。Chiu說：“我們知道，外周神經(jīng)元對器官功能、血管和免疫功能有強大的調(diào)節(jié)作用，但是我們對于外周神經(jīng)系統(tǒng)如何調(diào)節(jié)干細胞的了解甚少?！?/p>
“通過這項研究，現(xiàn)在我們知道神經(jīng)元可以控制干細胞和干細胞的功能，并可以解釋神經(jīng)元如何在細胞和分子水平上相互作用，從而導致了壓力和頭發(fā)變白之間發(fā)生了相關的聯(lián)系?！?/p>
奧巴馬上任前還是烏發(fā)歐巴卸任后就成了白發(fā)大叔了
這一發(fā)現(xiàn)有助于闡明應激對各種器官和組織的廣泛影響。這項發(fā)現(xiàn)為新的研究鋪平了道路，能夠幫助人們嘗試新的方法，以改變和阻止壓力帶來的破壞性影響。
Hsu說：“通過精確了解壓力影響再生色素干細胞具體方式，我們也奠定了理解壓力如何影響身體其他組織和器官的方式的基礎，了解我們的組織在壓力下的變化情況，是治療的第一個關鍵步驟，這可以阻止或恢復壓力的有害影響。同時也意味著我們在這方面還有很多需要學習的東西?！?/p>
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