Cell揭秘：原來，雞皮疙瘩與“防禿頭”之間有著強(qiáng)大聯(lián)系...
什么時(shí)候會(huì)讓你渾身起雞皮疙瘩？答案：一絲寒意讓你瑟瑟發(fā)抖時(shí)。
有人思考過為什么我們會(huì)起雞皮疙瘩嗎？如果你有過，那么恭喜你！因?yàn)槟愫瓦_(dá)爾文一樣，他在他關(guān)于進(jìn)化的著作中對雞皮疙瘩進(jìn)行了思考。
在一些動(dòng)物中，雞皮疙瘩也許能保護(hù)它們免受寒冷的侵襲，但我們?nèi)祟愃坪醪]有從這種反應(yīng)中獲益太多。那為什么在演化的過程中它被保留了下來了呢？
近日，發(fā)表在《Cell》上的一項(xiàng)研究中，來自美國哈佛大學(xué)的科學(xué)家們給了我們一些驚人的線索：引起雞皮疙瘩的細(xì)胞類型對于調(diào)節(jié)再生毛囊和頭發(fā)的干細(xì)胞也是非常重要的。簡而言之，雞皮疙瘩與“防禿頭”之間有著強(qiáng)大的聯(lián)系。
在皮膚下面，收縮產(chǎn)生雞皮疙瘩的肌肉是連接交感神經(jīng)與毛囊干細(xì)胞的橋梁。交感神經(jīng)的作用就是在我們感到絲絲寒意時(shí)，收縮肌肉并引起雞皮疙瘩和毛發(fā)直立的反應(yīng)。當(dāng)然，這只是短期作用。它在長期的作用則是通過驅(qū)動(dòng)毛囊干細(xì)胞的激活和長出新頭發(fā)。
圖示：由于寒冷，短期內(nèi)，毛囊中的肌肉（粉紅色）會(huì)收縮，引起雞皮疙瘩。長期寒冷時(shí)，交感神經(jīng)（綠色）釋放針對毛囊干細(xì)胞（藍(lán)色）的神經(jīng)遞質(zhì)，從而激活并生長新的頭發(fā)。圖片來源：Cell
這項(xiàng)在小鼠身上的發(fā)現(xiàn)，讓研究人員更好地了解了不同類型的細(xì)胞如何相互作用，從而將干細(xì)胞活動(dòng)與外界環(huán)境的變化聯(lián)系起來。
研究通訊作者、干細(xì)胞與再生生物學(xué)副教授Ya-Chieh Hsu說：“我們一直對了解外部刺激如何調(diào)節(jié)干細(xì)胞的行為很感興趣。皮膚是一個(gè)迷人的系統(tǒng)，它分隔著我們的身體和外部世界，并有著多種類型的干細(xì)胞。因此，它們可能會(huì)對各種刺激做出反應(yīng)，從生態(tài)位到整個(gè)身體，甚至是外部環(huán)境。在這項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的雙組分小生境，不僅在穩(wěn)態(tài)下調(diào)節(jié)干細(xì)胞，而且會(huì)根據(jù)外界溫度的變化調(diào)節(jié)干細(xì)胞的行為。”
調(diào)節(jié)頭發(fā)生長的系統(tǒng)
許多器官都由上皮、間質(zhì)和神經(jīng)組成。在皮膚中，這三個(gè)組織以一種特殊的方式排列。交感神經(jīng)是我們神經(jīng)系統(tǒng)的一部分，它控制著人體的體內(nèi)穩(wěn)態(tài)以及我們對外部刺激的反應(yīng)。它與間質(zhì)中的一塊小平滑肌相連，平滑肌又與毛囊干細(xì)胞相連，毛囊干細(xì)胞是一種上皮干細(xì)胞，對毛囊再生和傷口修復(fù)至關(guān)重要。
交感神經(jīng)和肌肉之間的聯(lián)系是眾所周知的，因?yàn)樗鼈兪请u皮疙瘩背后的細(xì)胞基礎(chǔ)：寒冷觸發(fā)交感神經(jīng)細(xì)胞發(fā)送神經(jīng)信號，肌肉通過收縮和引起毛發(fā)直立的反應(yīng)。然而，當(dāng)用電子顯微鏡在極高分辨率下檢查皮膚時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)交感神經(jīng)不僅與肌肉有關(guān)，而且與毛囊干細(xì)胞形成直接聯(lián)系。事實(shí)上，神經(jīng)纖維就像絲帶一樣包裹著毛囊干細(xì)胞。
Hsu說：“我們真的可以在超微結(jié)構(gòu)水平上看到神經(jīng)和干細(xì)胞是如何相互作用的。神經(jīng)元傾向于調(diào)節(jié)可興奮的細(xì)胞，就像其他神經(jīng)元或帶有突觸的肌肉一樣。但我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，它們與上皮干細(xì)胞形成類似突觸的結(jié)構(gòu)，而上皮干細(xì)胞并不是神經(jīng)元的典型目標(biāo)。”
接下來，研究人員證實(shí)了神經(jīng)確實(shí)以干細(xì)胞為目標(biāo)。交感神經(jīng)系統(tǒng)通常在一個(gè)恒定的低水平下被激活以維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種低水平的神經(jīng)活動(dòng)將干細(xì)胞保持在蓄勢狀態(tài)以備再生。在長時(shí)間的低溫下，神經(jīng)被激活的程度更高，并且釋放出更多的神經(jīng)遞質(zhì)，從而導(dǎo)致干細(xì)胞迅速激活，使毛囊再生并長出新的頭發(fā)。
此外，研究人員還研究了是什么維持了與毛囊干細(xì)胞的神經(jīng)聯(lián)系。當(dāng)移除與毛囊相連的肌肉時(shí)，交感神經(jīng)收縮，與毛囊干細(xì)胞的神經(jīng)連接丟失，這表明肌肉是連接交感神經(jīng)與毛囊的必要結(jié)構(gòu)支撐。
系統(tǒng)如何發(fā)展
除了研究處于完全形成狀態(tài)的毛囊以外，研究人員還研究了系統(tǒng)初是如何發(fā)展的，即肌肉和神經(jīng)初是如何到達(dá)毛囊的。
研究第一作者、Hsu實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Yulia Shwartz說：“我們發(fā)現(xiàn)信號來自發(fā)育中的毛囊本身。它分泌一種調(diào)節(jié)平滑肌形成的蛋白質(zhì)，然后吸引交感神經(jīng)。到了成年期后，這種相互作用發(fā)生逆轉(zhuǎn)，神經(jīng)和肌肉一起調(diào)節(jié)毛囊干細(xì)胞，以再生新的毛囊。然后，它就關(guān)閉這個(gè)周期——發(fā)育中的毛囊建立自己的生態(tài)位。”
響應(yīng)環(huán)境
神經(jīng)是通過神經(jīng)遞質(zhì)激活干細(xì)胞的信號傳導(dǎo)成分，而肌肉是使神經(jīng)纖維直接與毛囊干細(xì)胞連接的結(jié)構(gòu)成分。
Shwartz說：“你可以用很多不同的方式調(diào)節(jié)毛囊干細(xì)胞，它們是研究組織再生的極好模型。這種特殊的反應(yīng)有助于將組織再生與外界的變化（如溫度）結(jié)合起來。這是一個(gè)兩層意義的反應(yīng)：雞皮疙瘩是一種在短期內(nèi)提供保護(hù)或緩解的快速方式；但當(dāng)寒冷持續(xù)時(shí)，就讓干細(xì)胞知道是時(shí)候再生新的毛發(fā)保暖了。這就成為一種很好的機(jī)制?！?/span>
在未來，研究人員將進(jìn)一步探索在體內(nèi)穩(wěn)態(tài)下，或在傷口愈合等修復(fù)情況下，外部環(huán)境如何影響皮膚中的干細(xì)胞。
編后語：防禿頭是我們每個(gè)人的心愿，但請先注意保暖。
