相信大家都聽(tīng)說(shuō)過(guò)“一夜白頭”的故事，比如說(shuō)遭遇了一些重大打擊，或是突然遇到了很難解決的困難，“仿佛一夜之間就蒼老了幾十歲一樣”。
這當(dāng)然是種夸張修辭，不過(guò)，在現(xiàn)實(shí)生活中，因?yàn)檫@些壓力導(dǎo)致年紀(jì)輕輕就有白發(fā)倒是不夸張的。雖然大家都是這么傳的，可到底壓力是不是真的會(huì)導(dǎo)致白發(fā)呢？
哈佛大學(xué)研究人員最近發(fā)表在《自然》雜志上的研究告訴我們，是真的。而且，他們還通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)揭示了其中的機(jī)制，原來(lái)，壓力會(huì)激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，產(chǎn)生去甲腎上腺素，讓黑素干細(xì)胞過(guò)度增殖和過(guò)早耗竭，導(dǎo)致了之后生長(zhǎng)出的毛發(fā)缺少黑色素[1]。
黑素干細(xì)胞（紅）和交感神經(jīng)（綠）
這里要簡(jiǎn)單地插一個(gè)小科普，我們的毛囊中有兩種類型的干細(xì)胞：毛囊干細(xì)胞和黑素干細(xì)胞[2]。在大多數(shù)時(shí)候，這些干細(xì)胞處于休眠狀態(tài)，只有早期生長(zhǎng)期的時(shí)候才會(huì)激活，長(zhǎng)出新的黑色頭發(fā)[3,4]。
在這個(gè)過(guò)程中，黑素干細(xì)胞會(huì)分化為黑素生成細(xì)胞，給新長(zhǎng)出的頭發(fā)“染色”。了解了這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，大家應(yīng)該就能理解奇點(diǎn)糕剛剛介紹的機(jī)制了。
其實(shí)在這個(gè)研究課題剛開(kāi)始的時(shí)候，研究人員并沒(méi)有摸到正確的門路。他們先是假設(shè)，壓力會(huì)誘使免疫系統(tǒng)攻擊黑素干細(xì)胞，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果否定了這個(gè)假設(shè)。
后來(lái)，他們又猜測(cè)，可能是壓力應(yīng)激下大量分泌的激素——皮質(zhì)醇在起作用。但是，切除了腎上腺，無(wú)法產(chǎn)生皮質(zhì)醇的小鼠，在壓力下，依然會(huì)出現(xiàn)白色毛發(fā)。
花白的小鼠
兩個(gè)最可疑的原因都被否定了，研究人員只好逐一地去排除每個(gè)因素，尋找正確答案。
首先，他們選擇了三種方法來(lái)模擬小鼠的生理或心理壓力，在三組小鼠的血液中，研究人員都檢測(cè)到了高水平的皮質(zhì)酮（相當(dāng)于人類的皮質(zhì)醇）和去甲腎上腺素，這說(shuō)明三組小鼠都產(chǎn)生了經(jīng)典的壓力響應(yīng)。
在三組中，用辣椒素類似物——樹(shù)脂毒素（通過(guò)痛覺(jué)誘導(dǎo)壓力產(chǎn)生）誘導(dǎo)的壓力組小鼠是出現(xiàn)白色毛發(fā)最迅速最明顯的，在注射后的下一個(gè)毛發(fā)生長(zhǎng)周期中就長(zhǎng)出了不少白色毛發(fā)，另外兩組則用了3-5個(gè)周期才達(dá)到這種效果。這也說(shuō)明，無(wú)論是什么形式的壓力，都會(huì)導(dǎo)致白色毛發(fā)的產(chǎn)生。
注射鹽水（saline）和樹(shù)脂毒素（RTX）小鼠毛發(fā)的對(duì)比（真·辣到褪色）
新生毛發(fā)是白色的直接原因一般都離不開(kāi)黑色素合成缺陷、分化的黑素生成細(xì)胞的不足和黑素干細(xì)胞干性沒(méi)有維持這三個(gè)原因。因此，接下來(lái)，研究人員對(duì)黑素細(xì)胞譜系進(jìn)行了研究。在毛發(fā)的早期生長(zhǎng)階段，他們給小鼠注射了樹(shù)脂毒素，這個(gè)階段中，黑素干細(xì)胞和黑素生成細(xì)胞同時(shí)存在。
注射樹(shù)脂毒素后，研究人員發(fā)現(xiàn)，黑素干細(xì)胞的數(shù)量明顯減少，許多毛囊中的黑素干細(xì)胞在5天內(nèi)完全消失，但已經(jīng)分化的黑素生成細(xì)胞則沒(méi)有影響，還能繼續(xù)產(chǎn)生黑色素。等到下一輪毛發(fā)生長(zhǎng)階段到來(lái)時(shí)，黑素干細(xì)胞的“儲(chǔ)備”缺少了很多，白色毛發(fā)也就大量出現(xiàn)了。
看來(lái)壓力是通過(guò)“消滅”黑素干細(xì)胞來(lái)導(dǎo)致白發(fā)產(chǎn)生的，那么下一步就是要搞清楚，壓力是如何消滅黑素干細(xì)胞的。
在壓力應(yīng)激下，無(wú)論人還是小鼠，都會(huì)有壓力激素（皮質(zhì)醇/皮質(zhì)酮）和去甲腎上腺素的升高，在前面的實(shí)驗(yàn)中，研究人員已經(jīng)排除了皮質(zhì)醇，那去甲腎上腺素會(huì)不會(huì)是真正原因呢？
他們?nèi)サ袅撕谒馗杉?xì)胞的去甲腎上腺素受體，再給小鼠注射樹(shù)脂毒素時(shí)，小鼠就不會(huì)產(chǎn)生白色毛發(fā)了。這說(shuō)明，去甲腎上腺素癥是壓力之下，消滅黑素干細(xì)胞的“真兇”。
去甲腎上腺素一共有兩個(gè)來(lái)源，一個(gè)是腎上腺，一個(gè)是交感神經(jīng)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)表明了，切除腎上腺，是無(wú)法阻止小鼠在壓力下的毛發(fā)變白的。那就只剩交感神經(jīng)系統(tǒng)了，交感神經(jīng)系統(tǒng)在壓力產(chǎn)生時(shí)也能夠被激活，主要支配戰(zhàn)斗或逃跑的應(yīng)激反應(yīng)。
研究人員發(fā)現(xiàn)，正是壓力激活了交感神經(jīng)系統(tǒng)，產(chǎn)生了大量的去甲腎上腺素，促使黑素干細(xì)胞進(jìn)入了快速的異常增殖狀態(tài)。在注射了樹(shù)脂毒素后的第三天，很多黑素干細(xì)胞就完成了增殖-分化-遷移到新生毛發(fā)中染色的過(guò)程，之后再長(zhǎng)出的毛發(fā)就沒(méi)有黑素干細(xì)胞儲(chǔ)備了。
即使沒(méi)有壓力源，只是激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，他們同樣觀察到了小鼠白色毛發(fā)的產(chǎn)生。
另一種染色方法下的黑素干細(xì)胞（黃）和交感神經(jīng)（紫）
不過(guò)，有一個(gè)好消息是，研究人員對(duì)比了注射樹(shù)脂毒素和安慰劑的小鼠的基因表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)壓力誘導(dǎo)下，表達(dá)變化最大的是編碼細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）的基因。當(dāng)他們用CDK抑制劑治療處于壓力中的小鼠時(shí)，小鼠不負(fù)研究人員的期望，果然沒(méi)有產(chǎn)生白色毛發(fā)。
研究人員表示，我們都知道，周圍神經(jīng)元可以調(diào)節(jié)器官功能、血管和免疫力，但是很少會(huì)關(guān)注它們?nèi)绾握{(diào)節(jié)干細(xì)胞。通過(guò)這項(xiàng)研究，我們了解了神經(jīng)元可以控制干細(xì)胞及其功能，將壓力與白發(fā)聯(lián)系起來(lái)[5]。
同時(shí)他們還指出，研究并沒(méi)有解決交感神經(jīng)系統(tǒng)與黑素干細(xì)胞之間產(chǎn)生相互作用的原因，這一點(diǎn)需要之后更多的研究。當(dāng)然，還需要將小鼠中的發(fā)現(xiàn)在人類中復(fù)制，以及他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中的方法是否可以阻止壓力對(duì)黑素干細(xì)胞的影響，避免壓力過(guò)大導(dǎo)致的白發(fā)的產(chǎn)生。
參考資料：
[1] Zhang B, Ma S, Rachmin I, et al. Hyperactivationof sympathetic nerves drives depletion of melanocyte stem cells[J]. Nature,2020: 1-6.
[2] Hsu Y C, Li L, Fuchs E. Emerginginteractions between skin stem cells and their niches[J]. Nature medicine,2014, 20(8): 847.
[3] Chang C, Pasolli H A, Giannopoulou E G,et al. NFIB is a governor of epithelial-melanocyte stem cell behaviour in ashared niche[J]. Nature, 2013, 495(7439): 98-102.
[4] Rabbani P S, Takeo M, Chou W, et al.Coordinated activation of Wnt in epithelial and melanocyte stem cells initiatespigmented hair regeneration.[J]. Cell, 2011, 145(6): 941-955.
[5]https://www.genengnews.com/news/going-gray-too-soon-scientists-say-it-really-may-be-due-to-stress/