在人的一生中，我们的细胞不断受到可能损害DNA的内外因素影响。DNA损伤是导致衰老和癌症发展的公认因素，但科学家长期以来一直难以理解其确切联系机制——特别是受损DNA的干细胞如何随时间影响组织健康。
黑色素细胞干细胞（McSCs）是产生黑色素细胞的特殊细胞，而黑色素细胞正是负责毛发和皮肤颜色的色素生成细胞。在哺乳动物中，这些干细胞位于毛囊的隆起-亚隆起区域。在此处，它们以未成熟的黑色素母细胞形式存在，通过反复的再生周期确保毛发和皮肤保持其颜色。
发现DNA损伤如何驱动头发变白
2025年10月6日在线发表于《自然细胞生物学》的研究显示，由东京大学Emi Nishimura教授和Yasuaki Mohri助理教授领导的团队，通过小鼠长期谱系追踪和基因表达谱分析，探究了McSCs对不同类型DNA损伤的反应机制。研究发现，当McSCs经历DNA双链断裂时，它们会启动一种称为衰老耦合分化（seno-differentiation）的过程。在此状态下，干细胞永久成熟并最终消失，导致头发变灰。该过程由p53-p21信号通路的激活所调控。
当McSCs暴露于7,12-二甲基苯并(a)蒽或紫外线B辐射等特定致癌物时，它们不会遵循相同的保护路径。即使存在DNA损伤，这些细胞也会避免衰老耦合分化并继续自我更新。相反，在周围组织和表皮释放的KIT配体信号帮助下，它们进行克隆性扩增。这些微环境来源的信号阻断了保护性分化反应，将干细胞推向易于发生癌症的状态。
对立的细胞命运：变灰或癌症
Nishimura教授指出："这些发现揭示，同一干细胞群可根据压力类型和微环境信号走向截然不同的命运——耗竭或扩增。"她补充道："这重新定义了头发变白和黑色素瘤并非无关事件，而是干细胞应激反应的分歧结果。"
研究人员强调，他们的发现并不意味着灰发能预防癌症。相反，衰老耦合分化似乎是一种应激触发的防御机制，在受损干细胞产生危害前将其清除。当这一保障措施失效或被绕过时，受损细胞可能存活并最终导致黑色素瘤。
连接衰老、癌症与细胞自毁机制
通过揭示决定干细胞经历保护性耗竭还是危险扩增的分子通路，本研究将组织衰老的生物学与癌症形成联系起来。研究同时突显了通过"衰老溶解"（senolysis）自然清除受损干细胞的价值——这是一种通过牺牲潜在恶性细胞来预防癌症的生物过程。
E.K.N.获得了日本学术振兴会科学研究费补助金（S类）（25H00439）、AMED CREST项目（JP22gm1710003-JP25gm1710003）、AMED阐明和控制衰老与长寿机制项目（JP17gm5010002-JP21gm5010002）、AMED SCARDA日本世界一流疫苗研究开发中心计划（JP223fa627001）、日本学术振兴会科学研究费补助金（A类）（20H00532），以及日本学术振兴会创新领域研究"干细胞衰老与疾病"（26115003）、2025财年国际联合研究项目（编号：K25-1185）的支持。
Yasuaki Mohri获得了日本学术振兴会青年科学家研究费（18K15114）和日本学术振兴会科学研究费补助金（C类）（25K10315）的支持。
Jun Seita获得了AMED阐明和控制衰老与长寿机制项目（JP19gm5010003, JP20gm5010003）和日本学术振兴会科学研究费补助金（C类）（18K08377）的支持。
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