一根头发能诉说压力、时间和生存的故事。它有时悄然变白,默默标记岁月流逝;而制造这种颜色的同类型细胞却可能转为危险状态。
东京大学科学家发现,同一种干细胞在面临不同压力时,可能安全衰老或癌变。决定头发褪色的机制也可能助长疾病发展。
白发与癌症的关联
黑色素干细胞深藏于毛囊内部,静待信号激活。其职责简单明确:生成赋予毛发与皮肤颜色的色素细胞。
这些干细胞栖息在称为隆起-亚隆起区域的微小空间内。当毛发脱落并再生时,它们重启着色循环。
随着时间推移,其DNA会因日晒、化学物质暴露或日常损耗产生微小裂隙。当损伤累积后,细胞必须做出抉择:通过衰老退出以保护机体,或无视信号冒险失控。
DNA压力与白发形成
由西村惠美教授和茂里靖明教授领衔的新研究,通过长期谱系追踪和基因表达工具监测了小鼠体内干细胞的压力反应。当细胞遭遇DNA双链断裂时,它们停止自我更新,转而过早成熟——这种被称为衰老耦合分化的机制(seno-differentiation)使其丧失干细胞功能。
色素生成链条就此中断,毛发失去颜色。该过程受p53-p21通路调控,这一分子信号如同损伤控制的开关。机体为安全起见牺牲受损细胞,白发便是证据留存。
保护机制失效之时
当压力源于紫外线B等致癌物时,剧情陡转。同批细胞行为截然不同。即便DNA受损,它们仍跳过保护路径——邻近组织释放的KIT配体信号会阻断p53-p21反应。细胞不再衰老,反而重新分裂形成簇状增殖。
昔日确保色素的功能如今潜藏风险。这些扩张的细胞可能为恶性黑色素瘤埋下祸根,这种皮肤癌极具危险性。对比鲜明:同类损伤触发安全衰老,另一类却驱动危险增生。
白发还是癌症?
"这些发现揭示,同批干细胞群在不同类型压力和微环境信号作用下,可能走向截然对立的命运——耗竭或扩张,"西村教授指出,"这重新定义了白发与黑色素瘤的关系:它们并非无关事件,而是干细胞应激反应的分化结局。"
她的话语道出发现核心:白发并非随机衰老迹象,而是机体选择谨慎的结果;当这种谨慎消失,癌症便显现。同源干细胞在不同信号作用下,或成沉默幸存者,或变隐匿威胁。
机体信号系统
衰老耦合分化如同内置安全计划。当细胞感知危险,便停止增殖——此举防止组织恶性转化。但若外部因素阻断该响应,受损细胞存活时间超出预期,可能突变、形成肿瘤并扩散。
研究人员明确强调:白发不预防癌症。白发与黑色素瘤同源细胞应激,却走向相反方向。决定胜负的正是机体内部信号系统。
修复与风险之间
该研究通过揭示干细胞在停摆或扩张间的抉择机制,架起了衰老生物学与癌症研究的桥梁。研究显示,衰老不仅是衰退过程,更是一种战略——在损伤细胞危害机体前将其清除。当这种清理失效,癌症便由此萌芽。
此发现也佐证了"衰老细胞清除"(senolysis)的重要性:机体及时清理疲惫破损部件,可降低疾病风险。再生与约束的平衡维系着组织长期健康。
每根白发或许都映射着细胞决策瞬间。为毛发着色的同套逻辑,在压力下可能化作威胁。
本研究获日本学术振兴会及日本医学研究开发机构资助,相关论文已发表于《自然·细胞生物学》期刊。
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