大多數人從三十歲開始便會經歷大量毛干（HS）脫色，逐漸變白的現象，這被認為是衰老的特征。頭發(fā)中的色素是由毛囊色素單位（HFPU）的黑素細胞不斷給生長中的毛干毛細胞提供黑素體而產生的。研究發(fā)現，與衰老相關的白化主要是由HFPU的氧化損傷以及神經內分泌改變導致的，雖有藥物以及礦物質缺乏等環(huán)境因素會影響HFPU的功能，但頭發(fā)白化仍被認為是與年齡相關的漸進且不可逆的過程。
近日，來自美國哥倫比亞大學的研究人員在預印本雜志《bioRxiv》上發(fā)表了關于頭發(fā)變白的最新研究成果，發(fā)現人類頭發(fā)變白是自然可逆的，且這種變白和逆轉與行為和心理的壓力變化是協同進行的。
//doi.org/10.1101/2020.05.18.101964
基于已知的頭發(fā)生長速度約為1.0-1.3cm/月，研究人員開發(fā)了可以在單人HS的整個長度范圍內以高分辨率數字化頭發(fā)色素沉著模式（HPP）的方法，并可提供必要的時空分辨率。對14個志愿者的397個頭發(fā)樣本進行成像和數字化分析，其包含純深色，純白色及由黑變白的三種色素沉著模式。黑發(fā)中黑素體充足分布在整個延髓中，而同一個體的白發(fā)中僅保留了＜2%的黑素體，表明HS從深變白的發(fā)生以黑素體丟失為標志。
研究人員對同一來源的深色和白色的HS進行了全面的蛋白質組分析，從中提取定量到323種蛋白質，經GO注釋和KEGG富集分析，與深色頭發(fā)相比，白發(fā)中有67個蛋白上調，主要參與蛋白質合成和氨基酸代謝、抗氧化酶、葡萄糖及脂質代謝過程等；有23個蛋白下調，主要涉及與黑素體生成、分泌及跨膜轉運相關的溶酶體蛋白和主要角蛋白，以及膽固醇代謝，補體和凝血級聯、免疫/炎性分泌過程等。這表明，白發(fā)的代謝變化涉及到多因素病因，考慮到代謝途徑可被環(huán)境和神經內分泌因素迅速而廣泛地重塑，那么頭發(fā)變白本質上至少部分是可逆的。
頭發(fā)色素沉積模式的蛋白組學定量分析
同時，研究人員還在部分參與者的頭部及恥骨毛發(fā)，胡須中觀察到HS的白發(fā)逆轉為深色的現象，以及從深色變?yōu)榘咨倌孓D為深后重新變白的現象。這表明了同一HS中色素黑素體的動態(tài)損失和返回。其使用的頭發(fā)數字化方法還提供了HS的色素沉著變化率的估計，發(fā)現人類HS的色素再沉著發(fā)生的速度與從深變白的過程一樣快。除此之外，還發(fā)現，同一頭皮的毛發(fā)的變化具有同步性，這表明其與在數月內的行為是相關的。
根據這些結果，研究者利用HPP平臺檢測了心理壓力與人類頭發(fā)變白/逆轉有關的可能性。對35歲的男性和30歲女性出現的從深到白再反轉的HS進行檢測，并對其壓力水平進行回顧性評估，發(fā)現壓力的增加在時間上與完全但可逆的頭發(fā)變白相對應，這表明生活壓力可能是這些HS變白和逆轉動力學的原因。
人類頭發(fā)變白及逆轉對壓力響應的模型
最后，研究者開發(fā)了HPPs模擬計算機模型，模擬了急性應激源的影響，發(fā)現頭發(fā)暫時性變白不會影響到所有頭發(fā)，只有那些在壓力暴露時接近閾值的頭發(fā)才會變白，而累積衰老因子而但低于壓力閾值的頭發(fā)不會顯示出壓力引起的變白。
簡而言之，研究提供了一種新的模型來研究人類頭發(fā)變白的可逆性，而該模型可以在遠小于人類壽命的時間范圍內探索人類衰老的延展性。
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參考資料：
[1] Human Hair Graying is Naturally Reversible and Linked to Stress.
