告别染发剂：科学家发现白发可逆变黑的“开关”

科学家对于头发的研究从未停止。从负责头发色素沉着的黑色素细胞干细胞(McSC)系统中发现了头发变白的原因。或许在不久的未来，发掘一种预防头发变白、甚至逆转白发变黑的健康新方法将不再是梦想!

教授团队通过3D成像、遗传标记等技术，对小鼠黑色素细胞干细胞的自我更新能力、分化轨迹、去分化、可逆性调节等一系列过程进行了深入分析研究。

负责头发色素沉着的黑色素细胞干细胞(McSC)系统组织与毛囊干细胞组织相似。McSCs位于休止期毛囊的隆突区和毛基质区域，McSCs被毛囊上皮干细胞(隆突细胞)和祖细胞(HG细胞)包围，构成McSC生态位。

为了验证HG McSCs是否具有自我更新能力，研究者使用小鼠模型通过体内成像技术对休止期HG McSCs进行了命运图谱。结果表明，与HFSC系统中HG上皮细胞在增殖分化后消失不同，HG中的黑色素细胞干细胞具有自我更新能力。提示McSCs在促分化环境中聚集时依然保持其干性，大多数McSCs在转运扩增(TA)和干细胞状态之间切换，以进行自我更新和成熟后代的产生，这种机制与其他自我更新系统在根本上有所不同。

实时成像和单细胞RNA测序结果显示，MCSC 是可移动的，并且需要移动以展示其“变色龙样”特征，在局部微环境信号刺激下，McSCs再生分化的黑色素细胞向下迁移到毛球(在毛囊下部，是头发的生长点)中，在此处为头发产生黑色素，为头发“上色”。

需要注意的是，当它们位于 HF 的 TA 隔室(生长的 HG 区域)时，它们会显示 TA 表型，然后一旦易位到 HF 的干细胞区室中，就会显示干细胞表型。随着时间的推移，黑色素细胞干细胞与毛囊干细胞的耐用性存在差异，即McSCs比HFSCs更早耗尽，这导致头发在衰老过程中变白。

研究者认为，McSCs在HF的干细胞和TA间转移的能力可能使它们能够可逆地获得不同的分化状态。然而，实时成像显示，一些源自HG的McSCs在下一个休止期没有回到HG室，而是留在休止期隆突处。考虑到人类和小鼠中头发变白的高患病率，研究者探究了HG McSCs分布的这种变化是否与衰老有关。

研究者通过采用从出生后21天的小鼠开始，在每个休止期反复脱毛的方法，加速HFs的衰老。果然，研究者检测到HFs中存在显著的McSCs缺失，这在HG的第七个休止期中十分明显。

正如预期的那样，这些小鼠显示出头发变白。值得注意的是，老年HF中的许多McSCs改变了位置，分散到隆突处，而不是在HG室内紧密聚集。并且图像分析显示，老年HF个体间McSCs的距离大于年轻HF个体间McSCs的距离。含有隆突型McSCs的HF百分比从10%增加到50%以上，这种异常的McSC分布可能会影响成熟黑色素细胞的再生。

该研究确定了一种新的模型，其中去分化是稳态干细胞维持不可或缺的一部分，并表明调节McSC流动性可能代表一种预防头发变白的新方法。可能在不久的未来，白发变黑不再是困扰大家的难题!