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随着年龄的增长，人类的头发会变成白色，也会变得越来越稀疏，这应该说是一个正常现象。但对于那些过早出现白头发的年轻人，以及难逃“谢顶”厄运的年轻男同胞来说，就有点难以接受了。科学家也一直在尝试各种手段进行干预和治疗，但结果都不理想。一些人最终无奈地选择使用染发剂或者戴假发进行掩饰。

一个绝对重磅的好消息是，美国德克萨斯州大学西南分校综合癌症中心的 Lu Le 博士及其同事在进行一项关于罕见遗传性疾病的研究时，无意中发现了 KROX20蛋白和干细胞因子（SCF）在脱发和白发过程中发挥极为重要的作用。这个意外发现或许能够帮助找到阻止脱发和白发的有效方法。相关研究结果发表在最新一期的国际学术期刊 Genes ＆ Development 上[1]。

美国脱发协会（竟然还有个协会...）的数据显示[2]，三分之二的美国男性35岁之前会经历一定程度的明显脱发。到50岁时，具有“显著”脱发的男性数量达到惊人的85%。而35岁以上的所有女性当中，有40%会出现脱发。

同样根据协会的调查显示，与因为信仰或追求时尚而选择不留头发的人不同，大多数患有脱发的男性对他们自己的遭遇非常不满，他们愿意为了改变脱发而去做任何事情。脱发会影响脱发患者生活中的各个方面，比如会影响到他们的人际关系甚至职业生涯。

再看看白发问题，一项2012年的研究发现[3]，全世界大约有6%-23%的成年人在其50岁的时候至少有50%会出现白发。有效解决白发和脱发问题，是一件关乎到数亿地球人幸福的“重要事情”。

想要解决白发和脱发的问题，首先要清楚我们头发是如何形成的。头发从下向上可分为毛乳头、毛囊、毛根和毛干四个部分。毛乳头是毛囊的最下端，连有毛细血管和神经末梢。在毛囊底部，表皮细胞不断分裂和分化。这些表皮细胞分化的途径不同，形成毛发不同的组分（如皮质，表皮和髓质等），最外层细胞形成内毛根鞘。

毛发结构

目前人们只知道毛发是从毛囊干细胞高度分化而来的[4]。毛囊干细胞属于成体干细胞，具有很高的增殖潜能，可分化形成神经元、黑色素细胞和角化细胞等。但与肿瘤中的干细胞相比，科学家对毛发祖细胞（具有较为明确分化目标的干细胞）的身份以及它们调节毛干组分的机制了解甚少。

至于头发的颜色，我们也只知道是毛囊黑色素细胞产生的黑色素沉淀，使得我们的头发保持黑色。有研究发现，干细胞因子（SCF）及其受体 c-KIT 在哺乳动物黑色素细胞分化、增殖和迁移发挥着重要作用[5]。尽管研究已经仍在不断深入，但调节毛发色素的机制仍然知之甚少，特别是关于在毛囊基质中发生的毛发祖细胞和黑色素细胞之间的相互作用。

正是由于对头发生长和变白背后机制的不了解，一直以来人们也没能找到针对性治疗或者刺激头发生长和变黑的有效方法。

有意思的是，Lu Le 博士在研究 I 型神经纤维瘤（一种在神经中生长的良性肿瘤）的过程中，偶然发现了 KROX20蛋白对小鼠毛发形成的影响。KROX20蛋白会让毛发祖细胞产生干细胞因子，进入参与调节黑色素细胞，形成黑色素沉淀。黑色素细胞的数量，就决定了毛发的颜色。当研究人员在去掉这些毛发祖细胞内的干细胞因子后，发现老鼠的毛发变成了白色。

缺乏SCF的小鼠表现出渐进的毛发灰白

不仅如此，研究人员还发现在老鼠的毛囊中，KROX20蛋白能够让毛发祖细胞转化成毛干，促使毛发的生长。为了验证这个假设，研究人员设计了一种强力霉素诱导型小鼠模型，通过对小鼠喂食强力霉素以在体内消耗 Krox20细胞系。实验从 P20开始对小鼠喂食多西环素水，在 P40开始观察到脱发（毛发）的迹象，并在 P50时出现明显的脱发。

Krox20对毛发发育的影响

研究结果表明，异常的 KROX20和干细胞因子在脱发和白发过程中发挥极为重要的作用。研究人员表示他们还需要在人体中进行进一步的研究，看看在人类衰老时或在脱发男性中，KROX20蛋白和干细胞因子是怎样的情况。

Lu Le 博士说[6]：“虽然这一项目只是我们为了解特定肿瘤形成的过程而开启，但最后我们却发现了头发变灰白和脱发的原因。有了这方面的知识，我们希望在未来能够研制出一种局部用化合物或是能够安全地将必需基因传递至毛囊以矫正白发或脱发问题。”

参考资料：

[1]http://genesdev.cshlp.org/content/early/2017/05/02/gad.298703.117.full.pdf

[2]http://www.americanhairloss.org/men_hair_loss/introduction.asp

[3]http://www.sohu.com/a/134742792_579705

[4]Blanpain C, Lowry WE, Geoghegan A, Polak L, Fuchs E. 2004.Self-renewal, multipotency, and the existence of two cell populations within an epithelial stem cell niche. Cell 118:635–648.

[5]Nishimura EK, Jordan SA, Oshima H, Yoshida H, Osawa M, Moriyama M,Jackson IJ, Barrandon Y, Miyachi Y, Nishikawa S.2002. Dominant role of the niche in melanocyte stem-cell fate determination. Nature 416: 854–860.

[6]http://www.sciencealert.com/finally-scientists-have-discovered-the-cells-behind-grey-hair-and-baldness

论文基本信息

【题目】Identification of hair shaft progenitors thatcreate a niche for hair pigmentation

【作者】Chung-Ping Liao,Reid C. Booker,Sean J. Morrison, and Lu Q. Le

【刊期】Genes ＆ Development 

【日期】May. 24. 2017

【DOI】10.1126/science.aam6808

【摘要】Hair differentiates from follicle stem cells through progenitor cells in the matrix. In contrast to stem cells in thebulge, the identities of the progenitors and the mechanisms by which they regulate hair shaft components are poorlyunderstood. Hair is also pigmented by melanocytes in the follicle. However, the niche that regulates follicularmelanocytes is not well characterized. Here, we report the identification of hair shaft progenitors in the matrix thatare differentiated from follicular epithelial cells expressing transcription factor KROX20. Depletion of Krox20 lineagecells results in arrest of hair growth, confirming the critical role of KROX20+ cells as antecedents of structuralcells found in hair. Expression of stem cell factor (SCF) by these cells is necessary for the maintenance of differentiatedmelanocytes and for hair pigmentation. Our findings reveal the identities of hair matrix progenitors thatregulate hair growth and pigmentation, partly by creating an SCF-dependent niche for follicular melanocytes.

【链接】http://europepmc.org/abstract/MED/28465357

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