本文轉載自“中國生物技術網”微信公眾號。

“少小離家老大回，鄉音未改鬢毛衰”。我們都知道，人一到歲數，鬢毛就“衰”了。眼看著年輕時一頭“黑粗硬”的秀髮，被歲月磨成了“白細軟”。不僅如此，還有人的頭髮跟隨歲月一去不復返。當然，越來越多年輕人在“少小離家”的時候就頭先禿了。

眾所周知，隨著年齡增長，毛囊會變得越來越小，是導致上述現象的原因。但這一過程是如何發生的？

近日，發表在《

Nature Aging

》上的一項研究中，來自

美國西北大學範伯格醫學院和科羅拉多大學波爾德分校

的研究人員

首次在活體動物身上實時追蹤了毛囊的老化過程，並發現一個以前從未報道過的機制，為脫髮和組織如何老化提供了新的見解。

這一發現可能也適用於頭髮稀疏的人類，因為小鼠與人類在毛髮幹細胞方面有許多相似之處。

組織幹細胞是器官穩態和老化的基礎。位於隆起區的

毛囊幹細胞（HFSC）

在增殖期（生長期）開始時自我更新併產生分化的後代，用於毛乾的週期性再生。但在衰老的過程中，它們是如何分裂、遷移和死亡的，在很大程度上仍是未知的。目前關於幹細胞老化的知識只能透過間接測量其數量和功能獲得。

普遍觀點認為，毛囊損失和毛髮變白都是衰老的宏觀標誌。在細胞水平上，毛囊小型化（毛囊變小）與衰老期間的脫髮和過早脫髮有關。在這些研究中，累積的DNA損傷導致的細胞凋亡或對毛髮生長至關重要的訊號通路的改變，都被確定為幹細胞耗竭或頭髮生長受損的基本機制。

然而，毛囊幹細胞及其活性還沒有在活體動物衰老過程中被檢查過。

在這項新研究中，研究人員使用了無創活體內成像和單細胞基因組工具來測量多種形式的毛囊幹細胞，包括細胞活性、轉錄組和老年毛囊中的染色質調控景觀。他們用綠色熒光蛋白標記活體小鼠的毛囊細胞和毛囊幹細胞，並用長波鐳射觀察老化過程中的毛囊細胞。他們逐一觀察，對同一個毛囊反覆觀察幾小時到26天，捕捉到了毛囊老化的整個過程，並發現了令人驚訝的事情：

許多位於隆起區幹細胞生態位附近的上皮細胞，在衰老的過程中逃逸到了真皮。

接下來，研究人員比較了年輕和老年小鼠毛囊幹細胞中的基因表達水平。他們發現，

在衰老的毛囊幹細胞中，負責粘附的基因表達降低

。因為粘不住，導致上皮細胞逃逸，並變得“無家可歸”。隨後，他們還確定了一組可以調控這些細胞粘附的特殊基因

FOXC1

和

NFATC1

。

圖注：FOXC1在15月齡小鼠面板中的轉錄活性

當研究人員敲除突變小鼠的這兩個基因後發現，動物從4個月後開始迅速脫毛，在12到16個月內，這些小鼠已完全變禿。

研究人員將細胞粘附和細胞外基質 （ECM） 基因的表達降低表徵為毛囊幹細胞老化的一個突出特徵，並將FOXC1和NFATC1確定為毛囊幹細胞特異性細胞粘附的關鍵調節因子。兩個相應基因的缺失重現了上皮細胞逃逸並導致毛囊快速變小和脫髮。總之，這項新研究揭示了幹細胞逃逸是幹細胞減少和組織變性的新機制。

該研究通訊作者、西北大學範伯格醫學院面板病學系病理學系Rui Yi教授說：“我們相信這種幹細胞逃逸機制以前從未被報道過，因為沒有人能追蹤活體動物的衰老過程。我們發現，至少在一定程度上，這是由於毛囊幹細胞離開了它們的生態位。在我們的觀察過程中，細胞死亡也會發生。因此，我們的發現並沒有質疑現有理論，而是提供了一種新的機制。”

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參考資料：