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历史上充满了各种轶事,或多或少得到了证实,有些人的头发因为压力而变白或变白。

据说在法国大革命期间,玛丽·安托瓦内特在等待断头台的时候,她的头发一夜之间变成了雪的颜色。已故参议员约翰·麦凯恩是越战期间的一名海军飞行员,他的飞机在越南北部坠毁,他在被俘期间遭到殴打,受了多处重伤,头发也失去了颜色。

现在,哈佛大学的一组研究人员首次发现了这种现象发生的原因:压力激活了“战或逃”反应的一部分神经,这进而导致毛囊中再生色素的干细胞受到永久性损伤。他们关于头发变白的研究刚刚发表在《自然》杂志上,研究结果为压力如何影响身体提供了新的见解。

“每个人都有一个关于压力如何影响他们身体的趣闻,尤其是在他们的皮肤和头发上——这是我们唯一能从外面看到的组织,”资深作者徐亚杰说,他是哈佛大学阿尔文和Esta学院干细胞和再生生物学副教授。“我们想知道这种联系是否真实,如果是,压力是如何导致不同组织的变化的。一开始,头发的色素沉着是一个很容易理解和处理的系统——此外,我们真的很好奇压力是否真的会导致头发变白。”

由于压力会影响整个身体,研究人员首先必须缩小哪些具体系统的范围。研究小组首先假设,压力会导致产生色素的细胞受到免疫攻击。然而,当缺乏免疫细胞的老鼠仍然显示出头发变白时,研究人员转向激素皮质醇。他们再一次发现了一条死胡同。

“压力会使体内的皮质醇水平升高,所以我们认为皮质醇可能起了一定作用,”许说。“但令人惊讶的是,当我们从老鼠身上摘除肾上腺以使它们不能产生类皮质激素时,它们的头发在压力下仍然会变白。”

在排除了不同的可能性之后,研究人员进一步研究了交感神经系统,该系统负责人体的“战或逃”反应。

交感神经分支到皮肤上的每个毛囊。研究人员发现,压力会导致这些神经释放化学去甲肾上腺素,这种物质被附近的再生色素的干细胞吸收。

在毛囊中,某些干细胞充当产生色素的细胞的储藏库。当头发再生时,一些干细胞转化成能产生色素的细胞,使头发变颜色。

研究人员发现,交感神经中的去甲肾上腺素会导致干细胞过度激活。所有的干细胞都转化为产生色素的细胞,过早地消耗了蓄水池。

“当我们开始研究这个时,我以为压力对身体有害,但我们发现压力的有害影响超出了我的想象,”许说。几天后,所有能再生色素的干细胞都消失了。一旦它们消失了,你就不能再生色素了。损害是永久性的。”

研究人员说,这一发现强调了在其他方面起到保护作用的进化反应的负面影响。

“剧烈的压力,尤其是战斗或逃跑的反应,传统上被认为对动物的生存有益。但在这种情况下,严重的压力会导致干细胞的永久性耗竭。

为了将压力与头发变白联系起来,研究人员从全身反应开始,逐步放大到单个器官系统、细胞间的相互作用,最终,一直到分子动力学。这个过程需要多种研究工具,包括操纵器官、神经和细胞受体的方法。

张说:“从最高层到最小的细节,我们与许多不同学科的科学家合作,使用不同的方法组合来解决一个非常基本的生物学问题。”

合作者包括哈佛医学院免疫学助理教授Isaac Chiu,他研究神经系统和免疫系统之间的相互作用。

“我们知道外周神经元对器官功能、血管和免疫系统有强大的调节作用,但对它们如何调节干细胞的作用却知之甚少,”Chiu说。“通过这项研究,我们现在知道,神经元可以控制干细胞及其功能,并可以解释它们如何在细胞和分子水平上相互作用,将压力与头发变白联系起来。”

这些发现有助于阐明压力对各种器官和组织的广泛影响。这一认识将为寻求改变或阻止压力的破坏性影响的新研究铺平道路。哈佛大学技术开发办公室(Office of Technology Development)已经就实验室的发现提交了一份临时专利申请,并正在与可能对临床和美容应用感兴趣的潜在商业合作伙伴接洽。

“通过精确地了解压力如何影响再生色素的干细胞,我们已经为了解压力如何影响身体的其他组织和器官打下了基础,”许说。“了解我们的组织在压力下是如何变化的是最终治疗的关键的第一步,可以停止或恢复压力的有害影响。”我们在这方面还有很多东西要学。”

这项研究得到了史密斯家庭基金会奥德赛奖、皮尤慈善信托基金、哈佛干细胞研究所、哈佛/麻省理工学院基础神经科学基金项目、哈佛FAS和哈佛医学院院长奖、美国癌症协会、美国国立卫生研究院、查尔斯·a·金信托博士后奖学金项目和HSCI青年教师基金的支持。

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