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为什么衰老总是伴随着脱发?

不同类型干细胞分裂的示意图模型。

毛发的生长起源于毛囊中的干细胞。然而,在衰老过程中,毛囊滋养毛发的能力会逐渐丧失,导致毛发变细,最终脱发。在一项最新研究中,东京医科大学和东京大学的研究人员发现了一种毛囊失去再生能力的新机制。

毛囊是十分微小的器官,新生毛发不断地从中生长。功能正常的毛囊干细胞(HFSCs)是新发生长的基础。HFSCs的分裂方式分为两种:对称细胞分裂(SCDs)和不对称细胞分裂(ACDs),它们循环发生。SCDs会产生两个“命运”相同的细胞,而ACDs则产生一个分化细胞和一个自我更新的干细胞。两者共同确保毛囊干细胞群可以持续存在。然而,衰老过程中这些干细胞是如何丧失功能的,目前科学家们还不完全清楚。

论文通讯作者Emi Nishimura说:“为了使毛囊功能正常,对称和不对称的细胞分裂必须保持平衡。一旦干细胞优先经历其中一种,或者更偏离了这两种细胞分裂的典型过程,毛囊就会受到影响。在这项研究中,我们想了解干细胞分裂在衰老过程中是如何影响头发生长的。”

为了实现他们的目标,研究人员采用两种不同的检测方法(细胞命运追踪和细胞分裂轴分析法)来观察年轻小鼠和老年小鼠毛囊干细胞的分裂。前者用荧光蛋白标记毛囊干细胞,后者需测量毛囊干细胞分裂的角度。结果表明,年轻小鼠的毛囊干细胞经历了典型的对称和不对称细胞分裂,保障了毛囊干细胞的生长和扩张。但在衰老过程中,它们采用了非典型的不对称细胞分裂。

但是,为什么在衰老过程中,细胞分裂方式会发生如此剧烈的变化呢?为了回答这个问题,研究人员将重点放在半桥粒上,半桥粒是一类连接细胞与细胞外基质(ECM,细胞周围的蛋白质)的蛋白质。细胞ECM长期以来被认为赋予细胞极性,即细胞可以通过特定蛋白质的作用来感知自身在特定空间内的方位。研究人员发现,在老化过程中,半桥粒和细胞极性蛋白都丧失了原有的稳定性,这也导致了毛囊干细胞分裂过程中产生异常分化的细胞。因此,随着时间的推移,毛囊干细胞会变得越来越少,并逐渐消失(最终造成头发稀疏及脱发)。

该论文的第一作者Hiroyuki Matsumura说:“这项研究结果使我们了解了衰老过程中毛囊是如何失去生发能力的。在未来,相关发现可能有利于调控器官衰老及衰老相关疾病的新方法开发。”

科界原创

编译:小贝

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《自然-衰老》

期刊编号:2662-8465

原文链接:https://medicalxpress.com/news/2021-03-bald-truthaltered-cell-divisions-hair.html

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