人类与白发的斗争贯穿千年，从植物染发剂到化学遮盖剂，传统方法始终停留在表面修饰阶段。据《Journal of Cosmetic Dermatology》统计，90%染发用户遭遇发质损伤，而药物治疗（如米诺地尔）对色素再生作用有限。  

此刻，控制你头发颜色的干细胞，叫做黑色素细胞干细胞（简称McSC）。它会在我们的毛囊中“来回走动”，接收信号刺激，制造色素蛋白，给新生的毛发“染色”。

因为随着年龄的增长，头发不断经历着脱落、生长、再脱落、再生长的循环过程，陷入老化，而McSC数量越来越多，最后“堵”在了毛囊的隆突区（bulge）。结果就是它们不再能接收到大量刺激信号，也就无法产生黑色素细胞，毛囊则会不受影响的继续生长，逐渐形成肉眼可见的白发。

美国纽约大学格罗斯曼医学院（NYU Grossman School of Medicine）领衔的研究团队在国际顶级期刊《自然·细胞生物学》发表了一项颠覆性研究，题为 Dedifferentiation maintains melanocyte stem cells in a dynamic niche 的研究，首次揭示了头发变白与皮肤癌防治之间存在着令人惊叹的关联。这项研究指出，当我们的身体面临某些特定压力时，毛囊中的黑色素干细胞会主动选择"自我牺牲"，以头发变白为代价，换取对黑色素瘤的预防。

我们每个毛囊深处，都驻扎着一群被称为黑色素干细胞的"工匠"。它们如同头发的"墨水库"，平时默默无闻，却在头发生长过程中持续为其"供墨"，维持着发丝的自然色泽。这些干细胞的正常运作，是我们保持乌黑秀发的关键

然而，当这些干细胞遭遇外界压力时，它们的命运会出现戏剧性的分岔。

大多数McSC集中在P-钙粘蛋白+HG中（图1a和扩展数据图1）。即使在含有罕见隆起McSC的HF中，大多数也位于HG中（扩展数据图1a）。一致同意，Wnt1cre的标签；RosaLSL tdTomato小鼠，其中神经嵴衍生的细胞，包括黑素细胞谱系，被荧光蛋白tdTomato标记，表明大多数tdTomato+McSC集中在HG7中（扩展数据图1c）。这些结果表明，在HG中，头发色素沉着和McSC的维持可能仅依赖于McSC。

为了验证HG-McSC具有自我更新能力，使用了一种小鼠模型，其中McSC用tdTomato进行基因标记，K14+上皮细胞表达GFP，这概述了HF的结构（TyrcreER；RosaLSL tdTomato；K14rtTA；tetOH2BGFP小鼠)（图1b).TyrreER小鼠被广泛用于靶向黑素细胞，包括DCT+McSCs，为了进行克隆分析，在休止期用低剂量的他莫昔芬治疗小鼠，并在HG室中鉴定出只有一个标记的McSC的HF。在生长期对同一HF的再观察（方法和扩展数据图2a）表明，在休止期标记的HG-McSCs在毛球中产生了成熟的黑素细胞，这些黑素细胞在生长期结束时死亡（图1c-e和扩展数据，图2b）。

在生长的HG中，McSC可能会在再生刺激的提示下在整个种群水平上分化为中间分化（TA样）状态，McSC的维持可能依赖于它们的去分化。

这表明不同的McSCs在不同的毛发周期中表达Oca2。这些结果表明，没有保留的干细胞群体天生免于经历Oca2+TA样状态（扩展数据图9g）

总的来说，数据表明，McSC系统是一个薄层系统，其中HG-McSC在再生开始时既充当干细胞又充当TA细胞。这些发现揭示了一种新的模型，其中去分化在稳态干细胞维持中起着不可或缺的作用。研究还证明，在反复再生过程中，干细胞和TA隔室之间的McSC运动并没有被精确地再现，导致McSC在HF衰老过程中无法进行这种运动。

这项研究中，研究人员使用 3D 活体内成像和 scRNA-seq 技术实时跟踪细胞，观察 McSCs 在每个毛囊内的移动和老化。他们发现大多数 McSCs 在最原始的干细胞状态和成熟的下一阶段（过渡扩增状态）之间转换，以实现自我更新和成熟后代的生成，而这一细胞状态的转换还取决于它们的位置。

这一机制的发现，与常规认知中其他干细胞自我更新的机制并不相同，干细胞分化通常被认为是单向的，没有这种来回转换的模式。同日，《Nature》 发表了一篇评述文章 《Yo-yoing stem cells defy differentiation dogma》，认为这项研究挑战了长期以来干细胞分化的教条。

研究人员发现，随着头发老化、脱落，然后重新生长，越来越多的 McSCs 被卡在毛囊的隆突区（hair follicle bulge）。在这里，McSCs 仍然存在，但不会成熟到过渡扩增状态，也无法回到它们的原始位置——毛基质区（hair germ）。

同一研究小组的早期研究表明，McSCs 的成熟和色素产生需要 WNT 信号的刺激。并且发现，McSCs 在毛基质区暴露于 WNT 信号的次数是毛囊的隆突区的数万亿倍。
在小鼠模型中，他们通过拔毛和强制再生加速毛囊的物理老化，发现毛囊中含有 McSCs 的毛囊数量从拔毛前的 15% 增加到接近 50%，这些细胞无法再生或成熟为产生色素的黑色素细胞，因此被拔毛的小鼠表现出了满身白发的表型。（吓得学术菌停下了拔白头发的手！）相比之下，其他继续在毛囊的隆突区和毛基质区之间来回移动的 McSCs 保留了它们作为 McSCs 再生的能力，成熟为黑色素细胞，并在为期两年的整个研究期间产生色素。

这些研究结果表明，McSCs 的运动和可逆分化是保持头发健康和着色的关键因素。该团队计划研究恢复 McSCs 的运动性或将它们物理移回毛基质区，开发出让白发变为黑发的方法。

结     语

头发是岁月的书签，细胞治疗却为这本书增添了可擦写的笔。当我们破解10⁶个黑色素细胞的协同密码，白发不再是衰老的墓碑，而是可修复的生命信号。  

参考文献

1:本文数据引自《Nature》

免责声明：本文旨在科普相关知识，不作为医疗指导意见

编辑｜Zhang.ZG

审核｜Geng.ZG