相信大家都聽說過“一夜白頭”的故事，比如說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，在現(xiàn)實生活中，因為這些壓力導(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，他們還通過小鼠實驗揭示了其中的機(jī)制，原來，壓力會激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，產(chǎn)生去甲腎上腺素，讓黑素干細(xì)胞過度增殖和過早耗竭，導(dǎo)致了之后生長出的毛發(fā)缺少黑色素[1]。
黑素干細(xì)胞（紅）和交感神經(jīng)（綠）
這里要簡單地插一個小科普，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)時候，這些干細(xì)胞處于休眠狀態(tài)，只有早期生長期的時候才會激活，長出新的黑色頭發(fā)[3,4]。
在這個過程中，黑素干細(xì)胞會分化為黑素生成細(xì)胞，給新長出的頭發(fā)“染色”。了解了這個知識點，大家應(yīng)該就能理解奇點糕剛剛介紹的機(jī)制了。
其實在這個研究課題剛開始的時候，研究人員并沒有摸到正確的門路。他們先是假設(shè)，壓力會誘使免疫系統(tǒng)攻擊黑素干細(xì)胞，但實驗結(jié)果否定了這個假設(shè)。
后來，他們又猜測，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，無法產(chǎn)生皮質(zhì)醇的小鼠，在壓力下，依然會出現(xiàn)白色毛發(fā)。
花白的小鼠
兩個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因素，尋找正確答案。
首先，他們選擇了三種方法來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——樹脂毒素（通過痛覺誘導(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，在注射后的下一個毛發(fā)生長周期中就長出了不少白色毛發(fā)，另外兩組則用了3-5個周期才達(dá)到這種效果。這也說明，無論是什么形式的壓力，都會導(dǎo)致白色毛發(fā)的產(chǎn)生。
注射鹽水（saline）和樹脂毒素（RTX）小鼠毛發(fā)的對比（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)胞干性沒有維持這三個原因。因此，接下來，研究人員對黑素細(xì)胞譜系進(jìn)行了研究。在毛發(fā)的早期生長階段，他們給小鼠注射了樹脂毒素，這個階段中，黑素干細(xì)胞和黑素生成細(xì)胞同時存在。
注射樹脂毒素后，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)胞則沒有影響，還能繼續(xù)產(chǎn)生黑色素。等到下一輪毛發(fā)生長階段到來時，黑素干細(xì)胞的“儲備”缺少了很多，白色毛發(fā)也就大量出現(xiàn)了。
看來壓力是通過“消滅”黑素干細(xì)胞來導(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，無論人還是小鼠，都會有壓力激素（皮質(zhì)醇/皮質(zhì)酮）和去甲腎上腺素的升高，在前面的實驗中，研究人員已經(jīng)排除了皮質(zhì)醇，那去甲腎上腺素會不會是真正原因呢？
他們?nèi)サ袅撕谒馗杉?xì)胞的去甲腎上腺素受體，再給小鼠注射樹脂毒素時，小鼠就不會產(chǎn)生白色毛發(fā)了。這說明，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來源，一個是腎上腺，一個是交感神經(jīng)系統(tǒng)。實驗結(jié)果已經(jīng)表明了，切除腎上腺，是無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)中染色的過程，之后再長出的毛發(fā)就沒有黑素干細(xì)胞儲備了。
即使沒有壓力源，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，有一個好消息是，研究人員對比了注射樹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，小鼠不負(fù)研究人員的期望，果然沒有產(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，但是很少會關(guān)注它們?nèi)绾握{(diào)節(jié)干細(xì)胞。通過這項研究，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[5]。
同時他們還指出，研究并沒有解決交感神經(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，以及他們在實驗中的方法是否可以阻止壓力對黑素干細(xì)胞的影響，避免壓力過大導(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/