当你的头发开始变白时，人们很容易归咎于压力、年龄或不良基因。但日本的一项新研究表明，这些褪色的色素可能也是一种生物盾牌。最新研究指出，当细胞严重受损时，你头发的色素干细胞会做出生物牺牲：它们通过变白来阻止肿瘤形成。
东京大学的研究团队，在西村惠美（Emi Nishimura）教授和毛利康昭（Yasuaki Mohri）助理教授的带领下，发现负责头发色素的干细胞——黑色素干细胞（melanocyte stem cells，简称McSCs）——在DNA受损时会做出关键的生死抉择。
他们的研究揭示了发色与癌症风险之间惊人的权衡关系。在某些类型的基因压力下，色素细胞会关闭以防止肿瘤；而在其他压力下，它们则抵抗关闭并冒着恶性转化的风险。
防御与疾病的灰色地带
人体细胞持续面临一种称为“暴露组”（exposome）的伤害冲击，其中包括个体终身的环境暴露。这种损伤DNA的压力是衰老和疾病的主要驱动因素。皮肤细胞作为前线防御，承受了大部分“基因毒性攻击”。
在小鼠实验中，西村团队追踪了色素生成干细胞如何应对电离辐射和致癌化学物质等来源的DNA损伤。这些细胞面临两种可能的命运。
辐射会导致一种称为双链断裂的DNA损伤，即遗传螺旋的两条链同时断裂。作为响应，色素干细胞停止分裂，进入一种称为衰老偶联分化（senescence-coupled differentiation，简称seno-differentiation）的保护性关闭模式。这些细胞成熟后停止分裂，并通过自然过程从毛囊中被清除。
结果就是白发。但这种权衡是值得的：受损DNA的细胞已被消除，日本研究者声称这有效“防止了黑色素瘤”。
这种防御策略依赖于强大的肿瘤抑制通路p53-p21，该通路在检测到DNA损伤时会停止细胞周期。换句话说，干细胞选择自我毁灭，而非冒着突变为癌症的风险。
替代通路的作用
当研究者使用致癌物——如紫外线B辐射（UVB）或化合物7,12-二甲基苯并(a)蒽（DMBA）——时，情况发生了巨大变化。这些化学物质并未触发相同的保护性关闭，而是激活了一条替代通路。这鼓励色素干细胞继续分裂。
第二条通路通过刺激局部毛囊细胞释放KIT配体（KIT ligand，简称KITL）来绕过衰老偶联分化，KITL是一种促进自我更新的生长因子。
西村解释道：“这些发现表明，同一群干细胞可能遵循对立的命运——耗竭或扩增——这取决于压力类型和微环境信号。”
她补充说：“这重新定义了头发变白和黑色素瘤并非无关事件，而是干细胞应激反应的分歧结果。”
白发的双刃剑遗产
当细胞在基因毒性压力下保持活跃时，它们保留了发色——但付出了代价。受损且持续自我更新的细胞为黑色素瘤（最致命的皮肤癌形式）铺平了道路。
研究者指出，“多项临床报告显示，在头皮表皮中早期黑色素瘤细胞定植后出现的暗色区域，灰发发生了再色素化。”灰发区域突然、异常地恢复颜色，本身就可能是易癌变干细胞开始扩增的警示信号。
该研究在小鼠身上进行，而小鼠的毛发和皮肤生物学仅部分反映人类自身。人类毛囊对DNA损伤的反应可能不同，将这些发现转化为临床见解需要谨慎工作。研究者仍需确定小鼠色素细胞中观察到的相同保护性关闭是否在人类毛囊中运作，以及操纵这些通路是否能降低癌症风险——或者相反，无意中促进癌症。
西村团队计划调查这些机制在人体组织中的行为，以及所涉及的信号分子（如KIT配体或前列腺素）是否可能成为治疗靶点。
目前，下次你在镜中发现一根银丝闪烁时，请将其视为你细胞DNA发出的警告：宁可变白，也不愿消失。
研究成果发表在《自然·细胞生物学》期刊。
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