黑色素干细胞可能走向衰老变白或抵抗损伤癌变,具体取决于其面临的压力类型。该发现将头发变白与黑色素瘤关联为同一细胞决策过程的对立结果。
人的一生中,细胞持续暴露于可能损伤DNA的内外部影响。DNA损伤是导致衰老和癌症的公认因素,但科学家长期难以厘清其确切关联——特别是受损干细胞如何随时间影响组织健康。
黑色素干细胞(McSCs)是产生黑色素细胞的特殊细胞,后者负责生成决定毛发和皮肤颜色的色素。在哺乳动物中,这些干细胞位于毛囊的隆起-次级隆起区域,以未成熟黑色素母细胞形态存在,确保毛发和皮肤通过反复再生维持原有色泽。
揭示DNA损伤如何驱动头发变白
东京大学西村绘美教授和毛利靖明副教授领导的研究团队于2025年10月6日在线发表在《自然·细胞生物学》期刊的成果显示:当黑色素干细胞遭受DNA双链断裂时,会经历名为"衰老性分化"(seno-differentiation)的保护性过程。在此状态下,干细胞永久成熟并最终消失,导致头发变白。该过程由p53-p21信号通路激活控制。
当黑色素干细胞暴露于7,12-二甲基苯并[a]蒽等致癌物或中波紫外线辐射时,它们不会遵循相同的保护路径。即使存在DNA损伤,这些细胞仍逃避衰老性分化并持续自我更新,在周围组织和表皮释放的KIT配体信号支持下进行克隆扩增。这些微环境信号会阻断保护性分化反应,促使干细胞进入易癌变状态。
对立的细胞命运:变白或癌变
西村绘美表示:"这些发现揭示同一干细胞群可能根据压力类型和微环境信号走向截然对立的命运——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,该发现并不意味着灰白发能预防癌症。相反,衰老性分化似乎是应激触发的防御机制,在受损干细胞造成危害前将其清除。当此保障失效或被绕过时,受损细胞可能存活并最终发展为黑色素瘤。
连接衰老、癌症与细胞自我毁灭
通过揭示决定干细胞走向保护性耗竭或危险扩增的分子通路,该研究将组织衰老生物学与癌症形成联系起来。同时突显了通过"衰老细胞裂解"(senolysis)自然清除受损干细胞的价值——这种生物过程通过牺牲可能癌变的细胞来预防癌症。
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