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可逆轉的銀狐:白髮可以恢復色素沉著

可逆轉的銀狐:白髮可以恢復色素沉著

頭髮變白是衰老的一個標誌,通常被認為是不可逆轉的,並且與遺傳和壓力有關。 但這種關係以及灰色的逆轉仍然沒有得到充分的了解。 這種缺乏主要是由於缺乏敏感的方法來精確地將壓力過程與單一毛囊水平的頭髮色素沉著和變白事件聯繫起來。

現在,透過開發一種方法來分析沿著單一人類髮乾的毛髮色素沉著模式, 羅森伯格和哥倫比亞大學的同事發現,不同性別、種族、年齡和身體部位的白髮都能自然恢復色素沉著,定義了人類白髮的可逆性。 發表於期刊 電子生活,這種定量繪製頭髮色素沉著模式近期生活史的新方法為研究壓力對人類老化的影響提供了機會。

“了解讓‘老’白髮恢復‘年輕’色素狀態的機制可能會為人類衰老的可塑性以及壓力如何影響它提供新的線索。” 這項研究的資深作者馬丁·皮卡德博士是哥倫比亞大學瓦格洛斯內科醫生和外科醫生學院行為醫學副教授。 “我們的數據增加了越來越多的證據,表明人類老化不是一個線性的、固定的生物過程,但可能至少部分停止,甚至暫時逆轉。”

頭髮變白的原因是什麼?

色素頭髮的顏色是由稱為黑色素的顆粒提供的,黑色素顆粒由毛囊色素沉著單元 (hfpu) 結構中的黑色素細胞持續供應到生長的毛幹。 人們認為,與年齡相關的頭髮變白與產生這些染髮黑素細胞的幹細胞耗盡有關。 

雖然頭髮變白通常被認為是一種漸進且不可逆轉的與年齡相關的過程,但藥物和礦物質缺乏引起的頭髮脫色或重新色素的病例已有報道,反映了環境輸入對 hfpu 功能的影響。 由於大多數毛髮不斷從對變化的條件敏感的活毛囊生長成體外硬化的毛幹,保留了這些條件的穩定分子痕跡,因此毛幹代表了最近接觸化學品的活檔案。

皮卡德說:“就像樹幹上的年輪保存著樹木過去幾十年生命的信息一樣,我們的頭髮也包含著我們生物歷史的信息。” 「當毛髮仍作為毛囊存在於皮膚下時,它們會受到壓力荷爾蒙以及我們身心中發生的其他事情的影響。 一旦頭髮從頭皮上長出來,它們就會變硬,並將這些暴露永久結晶成穩定的形式。

人們認為,與年齡相關的頭髮變白與產生這些染髮黑素細胞的幹細胞耗盡有關。

高解析度影像顯示頭髮不會持續變灰

在這裡,羅森伯格和同事描述了一種基於高解析度成像的新方法,用於繪製經歷變灰和逆轉轉變的單一毛髮的毛髮色素沉著模式。 為了檢查人類毛髮的色素沉著模式,哥倫比亞大學的研究人員從 14 名健康捐贈者身上拔下數百根毛髮,對其進行成像、數位化和分析。

分析最初出現了三種主要的色素沉澱模式:深色、白色和最初深色的毛髮,在單一毛囊生長週期中經歷從深色到白色的急劇變灰轉變。 這種量化頭髮色素沉著模式的方法表明,人類個體毛囊內的快速變灰轉變及其自然短暫逆轉的頻率比以前所認識的更高,並且具有不同的動力學。

儘管科學文獻通常假設 hfpu 中的色素生產是一個連續的過程,但 rosenberg 及其同事在此記錄了毛髮生長的單一週期中完整的開關現象。 「如果你用眼睛觀察一根頭髮,它看起來就像是相同的顏色,除非有一個重大的轉變,」皮卡德說。 “在高解析度掃描器下,您會看到微小的、微妙的顏色變化,這就是我們正在測量的。”

頭髮花白的門檻

除了高倍率成像之外,羅森伯格和同事還進行了實驗,對人類頭髮變灰過程中的蛋白質群(也稱為蛋白質組)進行定量。 這些蛋白質分析實驗的一個顯著發現是脫色白髮中蛋白質的偏向上調而不是損失。 從分子角度來看,白髮會上調與能量代謝、粒線體和抗氧化防禦相關的蛋白質。

為了概括這些觀察結果,哥倫比亞大學的研究人員開發了一種計算模擬,該模擬提出了一種基於閾值的暫時可逆灰色機制。 這可能反映了這樣一個事實:頭髮變白是 hpfu 內的一個主動調節過程,並且衰老的標誌不是損失,而是異質性和生物複雜性的增加。

「我們認為頭髮在變白之前需要達到一個閾值,」皮卡德說。 「到了中年,當頭髮由於生物年齡和其他因素而接近該閾值時,壓力會將其推過閾值並轉變為灰色。 但我們並不認為,對長年白髮的 70 歲老人減輕壓力,頭髮就會變黑,或者對 10 歲的老人增加壓力,也不足以讓他們的頭髮超過白髮閾值。

生物行為因素與人類頭髮變白的動態有關。

壓力影響頭髮色素的減少和增加  

這種新的頭髮色素沉著模式分析方法的分辨率為研究人員提供了一種具有指導意義的新研究工具,使我們能夠以前所未有的分辨率水平將頭髮變白/逆轉事件與心理社會暴露聯繫起來。 羅森伯格及其同事將頭髮色素沉著模式和單根頭髮的蛋白質組學結合起來,也報告了與心理壓力同時發生的頭髮變白和逆轉。

羅森伯格及其同事提供了概念驗證證據,證明生物行為因素與人類頭髮變白的動態有關。 皮卡德說:“有一個人去度假了,在度假期間,那個人頭上的五根頭髮恢復了黑色,而且時間同步。” 這種頭髮色素沉澱模式數據和模擬模型增加了越來越多的證據,表明人類老化不是一個線性的、固定的生物過程,而是可能至少部分停止甚至暫時逆轉。

參考:

羅森伯格 am、勞瑟 s、任 j 等。 人類頭髮變白和逆轉與生活壓力相關的定量圖譜。 埃萊夫。 2021;10:e67437。 發佈於 2021 年 6 月 22 日。



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