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關於慢性壓力如何導致脫髮的更多研究

關於慢性壓力如何導致脫髮的更多研究
  • 壓力荷爾蒙皮質醇的增加會導致毛囊幹細胞處於延長的“休息期”,但實際上並沒有再生毛囊。 

  • 壓力荷爾蒙也會阻止細胞分泌Gas6,這是一種活化毛囊幹細胞的分子。

  • 在小鼠中加入 Gas6 足以活化毛囊幹細胞。

這篇文章發表在《哈佛公報新聞》:

哈佛大學的研究人員已經確定了慢性壓力如何損害毛囊幹細胞的生物學機制,證實了長期觀察到的壓力可能導致脫髮的觀點。

在期刊上發表的一項小鼠研究中 自然, 研究人員發現,一種主要的壓力荷爾蒙會導致毛囊幹細胞長時間處於休眠狀態,而不會再生毛囊和頭髮。 研究人員確定了負責將壓力訊號傳遞給幹細胞的特定細胞類型和分子,並表明該途徑可以潛在地恢復毛髮生長。

「我的實驗室有興趣了解壓力如何影響幹細胞生物學和組織生物學,部分原因是每個人都有一個故事可以分享,講述他們的皮膚和頭髮在壓力下會發生什麼變化。我意識到作為皮膚幹細胞生物學家,關於壓力是否確實產生影響,我無法提供令人滿意的答案,更重要的是,如果有影響,其機制是什麼,」Alvin and Esta Star 副教授 Ya-Chieh Hsu 博士說哈佛大學幹細胞和再生生物學博士,也是研究的資深作者。 “皮膚提供了一個易於處理且易於使用的系統來深入研究這個重要問題,在這項工作中,我們發現壓力實際上會延遲幹細胞的激活,並從根本上改變毛囊幹細胞再生組織的頻率。”

毛囊是少數能夠在一生中經歷多輪再生的哺乳動物組織之一,並且已成為我們對哺乳動物幹細胞生物學基本理解的範例。 毛囊在生長和休息之間自然循環,這個過程由毛囊幹細胞推動。 在生長期,毛囊幹細胞被激活,使毛囊和頭髮再生,頭髮一天比一天長。 在休息階段,幹細胞處於靜止狀態,毛髮更容易脫落。 如果毛髮脫落且幹細胞保持靜止狀態而不再生新組織,就會發生掉髮。

研究人員研究了慢性壓力的小鼠模型,發現毛囊幹細胞在很長一段時間內處於靜止狀態,而不會再生組織。 腎上腺產生的一種主要壓力荷爾蒙-皮質酮,會因慢性壓力而上調。 向小鼠提供皮質酮能夠重現對幹細胞的壓力影響。 人體中等效的荷爾蒙是皮質醇,它在壓力下也會上調,通常被稱為「壓力荷爾蒙」。

「這一結果表明,壓力荷爾蒙升高確實對毛囊幹細胞產生負面影響,」Hsu 說。 “但真正的驚喜出現在我們取出壓力荷爾蒙的來源時。”

在正常情況下,毛囊再生會隨著時間的推移而減慢——隨著動物年齡的增長,靜止期會變得更長。 但當研究人員去除壓力荷爾蒙後,幹細胞的休息期變得極短,小鼠在其一生中不斷進入生長期以再生毛囊,即使在它們年老時也是如此。

「因此,即使是體內正常循環的壓力激素的基線水平也是靜息階段的重要調節劑。壓力本質上只是提升了預先存在的‘腎上腺-毛囊軸’,使毛囊幹細胞更難進入生長期以再生新的毛囊,」Hsu 說。

在確定壓力激素和毛囊幹細胞活性之間的關聯後,研究人員尋找這種連結背後的生物學機制。

「我們首先詢問壓力荷爾蒙是否直接調節幹細胞,並透過取出皮質酮受體進行檢查,但事實證明這是錯誤的。相反,我們發現壓力荷爾蒙實際上作用於幹細胞下方的一群真皮細胞。研究的主要作者Sekyu Choi 博士說:“毛囊,即真皮乳頭。”

眾所周知,真皮乳頭對於活化毛囊幹細胞至關重要,但是當壓力荷爾蒙水平改變時,先前確定的從真皮乳頭分泌的因子不會發生變化。 相反,壓力荷爾蒙會阻止真皮乳頭細胞分泌 Gas6,研究人員證明這種分子會活化毛囊幹細胞。

choi 說:“在正常和壓力條件下,添加 Gas6 都足以激活處於靜止期的毛囊幹細胞並促進頭髮生長。” 「未來,Gas6 途徑可能會因其激活幹細胞促進毛髮生長的潛力而被開發。探索其他與壓力相關的組織變化是否與壓力激素對調節 Gas6 的影響有關也將非常有趣。”

這些在小鼠身上的初步發現需要進一步研究,然後才能安全地應用於人類。 哈佛的 技術開發辦公室 保護了與這項工作相關的智慧財產權,並正在探索進一步開發和最終商業化的合作機會。

去年,Hsu 的研究小組發現了壓力如何影響毛囊中另一種類型的幹細胞,即再生毛髮色素的黑色素細胞幹細胞。 研究人員發現,壓力會活化交感神經系統並消耗黑色素細胞幹細胞, 導致頭髮過早變白。 現在,這項新研究表明,儘管壓力對毛囊幹細胞和黑色素細胞幹細胞都有不利影響,但其機制是不同的。 壓力透過神經源性訊號直接消耗黑色素細胞幹細胞,而壓力則透過腎上腺源性壓力激素對生態位的影響,間接阻止毛囊幹細胞產生新毛髮。 由於毛囊幹細胞並未耗盡,因此有可能透過 Gas6 途徑等機制在壓力下重新活化幹細胞。

除了 Gas6 路徑在促進毛髮生長方面的潛在應用之外,該研究的結果也對幹細胞生物學有更廣泛的影響。

「在尋找控制幹細胞行為的因素時,通常我們會在皮膚局部進行觀察。雖然存在重要的局部因素,但我們的研究結果表明,毛囊幹細胞活性的主要開關實際上位於很遠的腎上腺中,並且透過改變幹細胞活化所需的閾值來發揮作用,」Hsu 說。

「你可以對位於不同器官中發揮著非常重要作用的幹細胞行為進行系統控制,我們正在了解越來越多的『跨器官相互作用』的例子。 組織生物學與身體生理學相互關聯。我們在這個領域還有很多東西需要學習,但我們的研究結果不斷提醒我們,為了了解皮膚中的幹細胞,我們經常需要超越皮膚進行思考。”

這項研究發表於 自然 2021 年 3 月。



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