随着年龄渐长，人们普遍会遇到白发的困扰。头发变白通常是从中年开始的一个渐进的过程，且在变白后很难逆转。
据此前的研究表明，负责头发色素沉着的黑色素细胞干细胞（McSC）组织被认为与毛囊干细胞（HFSC）组织相似。McSC位于休止期毛囊（HF）的隆突区（bulge）和毛基质（HG）区，在这里，McSC被毛囊上皮干细胞（隆突细胞）和祖细胞（毛基质细胞）包围，构成McSC生态位。
在毛发生长过程中，McSC再生分化的黑色素细胞，这些黑色素细胞向下迁移到毛球中，在那里它们为头发产生黑色素。在大多数哺乳动物以及人类中，McSC比HFSC更早耗竭，这导致了头发在衰老过程中变白。而McSC为何更早耗竭，目前还不清楚。
近日，纽约大学格罗斯曼医学院Mayumi Ito教授的研究团队找到了头发随着年龄增长而变白的原因。研究发现，黑色素细胞干细胞（McSC）具有一种之前不为人所知的，在毛囊生长区之间来回移动的能力，随着衰老的进行，这些干细胞会被“绊住”，从而失去了维持头发颜色的能力，导致头发变白。这项研究的结果发表在Nature杂志，题为Dedifferentiation maintains melanocyte stem cells in a dynamic niche。
原文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-023-05960-6
黑色素细胞干细胞，简称McSC，是决定头发颜色的黑色素细胞来源。McSC和其他干细胞一样可以持续自我扩增。当它们在毛囊中获得足够的信号刺激（例如Wnt信号），会从原始的干细胞状态向成熟状态转变，分化产生成熟的黑色素细胞，制造色素蛋白，给新生的毛发带来颜色。
在研究中，研究者利用先进的三维成像等技术，长时间追踪观察了小鼠单个毛囊中的McSC，发现在正常的毛发生长周期中，这种细胞在毛囊区间会有规律地上下移动。而这种位置的变化非常重要，因为它们接触到的影响其成熟度的外源蛋白信号就不一样了，于是McSC可以在干细胞和过渡扩增的中间状态之间丝滑切换。相比之下，构成毛囊本身的干细胞就没有这种来回移动的模式，而是只会在成熟时沿一个方向移动，且不会再退回到原始干细胞状态。
决定头发颜色的McSC需要被激活，从而产生黑色素
然而，随着头发老化、脱落，反复长出，越来越多的McSC被困在被称为毛囊隆突区的干细胞中。这些被留在这里的McSC，不会进一步成熟分化，也不会回到初始位置，在毛基质中WNT蛋白会刺激McSC成熟分化为黑色素细胞。而在毛囊隆突区，McSC接触的WNT信号是在毛基质区中的数万亿分之一，这就导致了困在这里的McSC无法成熟并产生黑色素。这就是毛发变白的历程。
此外，研究人员还通过对小鼠拔毛和强制再生来加速其毛囊提前老化。结果显示，毛囊隆突区的McSC含量从拔毛前的15%左右增加到50%。而这些细胞无法再生，产生不了制造色素的黑色素细胞，于是小鼠“年纪轻轻”就有了花白毛发。
Sun Qi 博士表示，该研究加深了对黑色素细胞干细胞（McSC）如何影响毛发颜色的理解，人类很可能和小鼠共享类似的机制，人类的McSC可能也在同样的固定位置来回移动。论文通讯作者Mayumi Ito教授表示：“本研究表明，McSC的运动和可逆分化是保持毛发健康亮泽的关键。”
据悉，研究团队计划进一步探索让McSC重新恢复移动能力的方法，或通过物理方式让McSC移回到毛囊毛基质区，让它们在那里产生黑色素。
