撰文丨Natt

校审丨小纳米

李太白诗云：“白发三千丈，缘愁似个长“。古有诗人忧国忧民而”早生华发“，今有科研人员”未至而立霜侵鬓“。古往今来，春秋名臣伍子胥、法国王后Marie Antoinette以及金毛狮王谢逊都有过一夜白头的经历。我们知道极端压力和忧虑会导致”朝如青丝暮成雪“，但其机制尚未得知。

最近，哈佛大学Ya-ChiehHsu（许雅捷）研究团队发表在Nature上关于阐释压力如何催生白发的研究。金毛狮王谢逊为何一夜白头，似乎有了答案。

头发为什么要变白？

人类头皮平均有10万个毛囊，在整个人类群体中都能找到各种各样的发色。正常的毛发周期分为三个阶段：毛囊再生、退化和休止。头发的颜色是由黑素细胞决定的，黑素细胞会产生不同的黑色素组合。毛囊的隆起和毛胚区含有两组干细胞：上皮组织毛囊干细胞（HFSCs）和神经嵴来源的黑素干细胞（MeSCs）。

HFSCs和MeSCs通常是静息的，除了在生长早期，当它们同时被激活以再生色素头发。HFSCs的激活会产生一个新的毛囊。MeSCs的激活会产生向下迁移的分化黑素细胞。随着年龄的增长，MeSCs的数量逐渐减少，因此色素沉着的头发呈椒盐色的，然后变成灰色，最后变成白色。

经验和历史故事（如：伍子胥、法国王后Marie Antoinette、金毛狮王谢逊一夜白发）告诉我们，除了自然衰老过程，头发在非自然条件下（如疾病和压力）也会变白。但迄今为止，很少有科学证据证明这一联系。

图1. 头发变白原理示意图

压力如何导致头发变白？

近日，哈佛大学Ya-Chieh Hsu等人首次揭示了压力与头发变白之间关系的机制，报道称：压力会通过快速消耗黑素细胞干细胞导致头发变白。

要点1：无论何种压力，都会促进头发变白

为了检验心理或生理压力是否促进白发的生成，研究人员使用三种方法来模拟黑毛小鼠的压力：束缚压力、慢性不可预知的压力和伤害感受诱导的压力。实验表明，不管压力形式如何，在压力下都可能发生头发早白。

头发色素沉着的丧失可能是由于黑色素合成缺陷、分化黑色素细胞的丧失或MeSCs的维持问题。研究人员通过实验表明（图1e）：压力会导致MeSCs丧失。

图2. 多种压力促进头发变白

要点2：去甲肾上腺素导致MeSCs丧失

普遍的理论认为，压力诱发白发会涉及激素（例如皮质酮）或自身免疫反应。研究人员研究了这些潜在的机制，首先是通过防止皮质酮信号传导，其次是通过对免疫系统受损的动物进行施加压力。在这两种情况下，给予压力后头发还是会变白，这表明皮质酮和自身免疫反应均不会引起MeSC耗竭。

然而，研究人员发现，MeSCs表达β2-肾上腺素能受体，该受体对去甲肾上腺素有反应。在MeSCs中，这种受体的缺失能完全阻断了由压力引起的白化。因此说明，去甲肾上腺素信号似乎是压力诱导的头发变白所必需的，并且足以在没有压力的情况下引发头发变白。

图3. 去甲肾上腺素导致MeSCs丧失

要点3. 去甲肾上腺素来源何处？

肾上腺是循环中去甲肾上腺素的主要来源。但是，令人惊讶的是，研究人员发现去除这些腺体并不能防止小鼠因压力而变白。

另一个来源是交感神经系统（SNS），它对压力反应非常活跃，并驱动战斗或逃跑反应。研究人员表明，交感神经元高度支配了隆起区域，并发现在没有压力的情况下，这些老鼠的SNS过度激活也会导致白发的生成。这些结果表明，交感神经末梢分泌的去甲肾上腺素的增加会导致压力下MeSCs的耗竭。

图4.交感神经系统的过度激活会消耗MeSCs

要点4. MeSCs耗竭的原因

交感神经活动究竟是如何导致毛囊中的MeSCs耗竭的？通常，这些干细胞保持休眠状态，直到毛发需要再生。然而，当研究人员追踪荧光蛋白（GFP）标记的MeSCs时，发现在极端压力或高水平的去甲肾上腺素暴露下，MeSCs的增殖和分化显着增加。这导致黑素细胞大量迁移离开隆起，并且不留下任何剩余的干细胞。即：给予压力后，MeSCs会迅速增殖，然后分化和迁移，这导致它们从生态位中丧失。

图5. 去甲肾上腺素使MeSCs脱离静息状态

为了进一步证实这一结果，研究人员在药理和遗传学上抑制了MeSCs的增殖。当增殖受到抑制时，压力不再对MeSCs的增殖、分化和迁移产生影响。

图6. 抑制异常的MeSCs增殖可防止头发变白

结语

众所周知，急性应激（压力）会导致短暂而有益的战斗或逃跑反应，这对于生存至关重要。该研究证明了急性应激还可通过激活交感神经系统而导致体干细胞的不可逆消耗，从而导致组织再生受到永久性损害。

该发现还支持新出现的观念，即交感神经系统不仅调节人体生理机能，而且影响发育和组织维持的各种过程。由于交感神经实质上支配着所有器官，因此急性应激可能会通过神经元信号对许多组织产生广泛而迅速的影响。

编者语：

时值春节假期，新冠病毒肺炎肆虐，希望大家听学校的话，按兵不动待在家，缓解下一年来的压力，不仅能稳住发色，还能提高免疫力，抵抗病毒入侵！

参考文献：

1. Zhang, B., Ma, S.,Rachmin, I. et al. Hyperactivation of sympathetic nervesdrives depletion of melanocyte stem cells. Nature 2002, 577, 676–681.

https://doi.org/10.1038/s41586-020-1935-3

2. Shayla A. Clark, ChristopherD. Deppmann. How the stress of fight or flight turns hair white. Nature 2020.

http://doi.org/10.1038/d41586-019-03949-8