澳大利亞,新南威爾士州
新研究表明，脫發(fā)可能依賴于再生過程中脆弱的細胞平衡，干細胞必須承受壓力激增才能重建頭發(fā)。
脫發(fā)等疾病的脫發(fā)可能歸結(jié)為一個分子的臨界點：壓力下的干細胞是否能存活足夠長的時間以重建頭發(fā)。
一項新的國際研究已經(jīng)確定了這一臨界點，其核心是MCL-1蛋白，這是一種為毛囊干細胞起到細胞保護作用的蛋白。當(dāng)這種保護失效時，細胞會自我毀滅，完全關(guān)閉頭發(fā)再生。
脫發(fā)是一種影響全球近2%患者的自身免疫疾病，會導(dǎo)致頭皮和全身無疤痕性脫發(fā)。雖然存在治療方法，但往往沒有針對癥狀的根本原因。一項發(fā)表在《自然通訊》上的新研究，更清晰地展示了細胞層面的問題所在。
頭發(fā)再生過程中隱藏的脆弱點
毛囊不斷地經(jīng)歷生長、退縮和休眠。這些毛囊內(nèi)的干細胞通過覺醒、分裂并形成新毛發(fā)來驅(qū)動這一過程。但這個激活階段卻是有風(fēng)險的。
當(dāng)研究人員從小鼠皮膚細胞中去除MCL-1時，毛囊在生命早期仍正常形成。問題后來才出現(xiàn)。當(dāng)干細胞試圖激活和再生頭發(fā)時，它們會被壓力壓垮，最終死亡。隨著時間推移，這導(dǎo)致了逐漸脫發(fā)，最終毛囊本身也被破壞。
在成年小鼠中，這種效應(yīng)更加明顯。當(dāng)有意去除毛發(fā)以觸發(fā)再生時，缺乏MCL-1的毛囊完全無法恢復(fù)。重新啟動循環(huán)所需的干細胞被迅速清除。
為什么“醒來”可能會殺死干細胞
休眠或不活躍的干細胞在沒有MCL-1的情況下基本未受影響。但一旦他們開啟并開始分裂，就變得極度脆弱。
這是因為激活對細胞的DNA和能量系統(tǒng)施加了巨大壓力。研究人員在早期頭發(fā)再生過程中發(fā)現(xiàn)了DNA損傷的明顯跡象。作為回應(yīng)，身體激活了P53，這是一種著名的蛋白質(zhì)，作為質(zhì)量控制的檢查點。如果損傷過于嚴重，P53會將細胞推向自我毀滅。
MCL-1似乎可以抵消這一效應(yīng)。它幫助細胞存活足夠長的時間修復(fù)損傷并繼續(xù)生長。沒有它，P53驅(qū)動的細胞死亡將占主導(dǎo)。
當(dāng)科學(xué)家除了切除MCL-1外，還去除了P53基因后，頭發(fā)生長恢復(fù)了。這表明毛發(fā)再生依賴于生存信號與內(nèi)置細胞死亡程序之間的微妙平衡。
毛囊內(nèi)更廣泛的生存網(wǎng)絡(luò)
研究還揭示了一個更大的系統(tǒng)在控制這種平衡。一種稱為ERBB的信號通路有助于調(diào)控許多細胞過程，已被證明能促進MCL-1的產(chǎn)生。阻斷該通路降低了MCL-1水平，阻止了頭發(fā)再生，模擬了基因刪除本身的效果。
與此同時，促進細胞死亡的蛋白質(zhì)也同樣發(fā)揮著重要作用。其中一個叫BAK，充當(dāng)密鑰執(zhí)行器。令人驚訝的是，僅僅去除一份巴克基因，即使沒有MCL-1，也足以恢復(fù)正常的毛發(fā)生長。
對脫發(fā)治療意味著什么
目前大多數(shù)脫發(fā)方法都側(cè)重于激素、免疫反應(yīng)或血液循環(huán)。這項研究揭示了不同的問題：干細胞在再生過程中的存活。
通過針對穩(wěn)定MCL-1或減少應(yīng)激相關(guān)細胞死亡的通路，未來的治療可能在這些細胞最脆弱的時刻保護它們。這些發(fā)現(xiàn)也可能解釋了為何某些治療失敗。如果干細胞無法存活活化，頭發(fā)就無法再生。
除了脫發(fā)，這項工作還有更廣泛的影響。類似的生存機制也存在于依賴干細胞修復(fù)的其他組織，甚至在癌癥中，控制細胞存活是主要目標(biāo)。
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