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我們或許常聽說“熬夜掉頭發(fā)”“換季掉發(fā)”,但你是否思考過:為什么頭發(fā)一旦掉了,有時候就很難再長回來?是年齡問題,還是身體出了問題?最近,一項發(fā)布在《自然通訊》(nature communications)雜志的研究找到了一個“幕后關(guān)鍵人”——MCL-1 蛋白。研究表明,MCL-1 蛋白是頭發(fā)再生的關(guān)鍵,為對抗脫發(fā)開辟了新的可能性。
為什么能“循環(huán)長頭發(fā)”?MCL-1 是關(guān)鍵“守門人”
毛囊周期包含生長期(anagen)、退行期(catagen)和靜止期(telogen),而毛囊干細(xì)胞(HFSC)在靜止期被喚醒后驅(qū)動新的毛發(fā)生長。
頭發(fā)之所以能不斷生長,是因為毛囊里的“干細(xì)胞”會周期性被喚醒,進入一個叫“生長期”的階段。這些干細(xì)胞就像種子,啟動后會逐漸發(fā)芽、形成新的毛發(fā)。
但問題在于,這個過程對細(xì)胞來說是很“冒險”的。就像種子破土而出前要先適應(yīng)氣溫、濕度一樣,毛囊干細(xì)胞一旦激活,如果沒能穩(wěn)定“生根發(fā)芽”,反而容易死掉。
研究顯示,MCL-1 就像一個守門人,它能保護這些“剛剛醒來”的干細(xì)胞不被淘汰。沒有它,細(xì)胞一旦活躍起來就會受到各種壓力和威脅,從而走向死亡。這也就解釋了為什么即便我們有毛囊、也有干細(xì)胞,但掉發(fā)之后“重新長出”的過程有時難以啟動。
MCL1 屬于 BCL2 家族抗凋亡蛋白,廣泛存在于細(xì)胞中,功能包括防止細(xì)胞在應(yīng)激下走向程序性死亡。
研究團隊做了一個非常巧妙的設(shè)計:他們讓實驗鼠缺失 MCL-1,并觀察它們在毛發(fā)生長周期中的表現(xiàn)。表面上看,老鼠還是出生、成長、甚至經(jīng)歷了第一次換毛,似乎沒什么問題。
但從第二輪毛發(fā)生長開始,毛發(fā)不再長出來了。更驚人的是,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),這些干細(xì)胞并沒有變少,但一旦試圖“重新激活”,它們就快速死亡。
為什么?
原來,當(dāng)干細(xì)胞醒來、開始準(zhǔn)備工作時,它們會經(jīng)歷一定的“應(yīng)激”過程。這時,如果缺乏保護機制,壓力就會積累,誘導(dǎo)一種叫 P53 的細(xì)胞機制啟動——它是細(xì)胞內(nèi)部的“安全員”,一旦檢測到異常就會觸發(fā)“自毀”。
在這項研究中,MCL-1 就是那個“讓P53不要輕易動手”的人。沒有了 MCL-1,P53 會更快地“按下清除鍵”,導(dǎo)致本該再生的干細(xì)胞直接凋亡。
更深入的發(fā)現(xiàn),另一個名為 Bak 的蛋白也在起關(guān)鍵作用。它是促使細(xì)胞死亡的執(zhí)行者,而 MCL-1 正是在平時抑制它的活性。也就是說,沒有 MCL-1,Bak 也會“跑出來”收割干細(xì)胞,進一步加速脫發(fā)過程。
MCL-1 與其他凋亡調(diào)節(jié)蛋白(如 P53 和 Bak)之間的相互作用。在正常情況下,P53 激活可充當(dāng)檢測 DNA 損傷的防御系統(tǒng),如果損傷無法修復(fù),則可導(dǎo)致細(xì)胞程序性死亡。然而,在毛發(fā)再生過程中,如果沒有得到適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié),這種警報反應(yīng)可能會適得其反。
MCL-1背后的指揮鏈
任何有效的治療方法也必須考慮保持其活性的調(diào)節(jié)器,如果 MCL-1 這么重要,我們的身體是怎么調(diào)節(jié)它的?
研究中進一步發(fā)現(xiàn),一條叫做 ERBB 信號通路(也就是與“表皮生長因子”相關(guān)的一條鏈路)起到了指揮作用。它像是一個“調(diào)度中心”,在毛囊準(zhǔn)備進入生長期時,會通過信號傳遞讓細(xì)胞提高 MCL-1 的水平,從而保護干細(xì)胞順利完成再生任務(wù)。
這也進一步說明,當(dāng)身體內(nèi)部的信號正常運作時,MCL-1 自然就會被調(diào)動起來,干細(xì)胞可以順利從“休眠”變?yōu)?ldquo;工作”。一旦信號出錯,例如受到外界抑制、基因變化或者慢性炎癥干擾,MCL-1 水平降低,毛發(fā)生長就可能卡住,甚至直接“失敗”。
增強 ERBB 信號傳導(dǎo)可以成為一種補充策略,以確保干細(xì)胞在再生的關(guān)鍵時刻得到足夠的保護。換句話說,這不僅僅是為了保護細(xì)胞,而是為了確保細(xì)胞長期維持良好的生物環(huán)境。
“治療脫發(fā)”新希望?
基于現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn),未來或許有望通過以下方式激活或保護 MCL-1,從而幫助毛發(fā)生長:激活 ERBB 通路:例如通過特定營養(yǎng)物或藥物增強這一信號鏈,間接提升 MCL-1 水平;開發(fā) MCL-1 激活劑:就像開發(fā)補鈣片一樣,專門讓它“出現(xiàn)在該出現(xiàn)的時候”;基因干預(yù):精準(zhǔn)“關(guān)閉”Bak 或 P53 的異常激活,也可能避免干細(xì)胞在醒來前就被消滅。
延伸至其他再生領(lǐng)域:研究甚至發(fā)現(xiàn),在乳腺干細(xì)胞等組織中,MCL-1 同樣扮演著保護者角色。也就是說,這不僅是一個解決脫發(fā)的突破點,還是打開“再生醫(yī)學(xué)”應(yīng)用的鑰匙。
前景與挑戰(zhàn)
基于現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù),揭示MCL-1在應(yīng)用方面的巨大潛力,但不容忽視的是MCL-1 是細(xì)胞“存活通道”中的關(guān)鍵角色,這也意味著,它的活性需要精確調(diào)控。一旦過度激活,反而可能帶來細(xì)胞增殖過度,甚至引發(fā)癌癥等問題。
首先是安全性問題,MCL1 是抗凋亡蛋白,過度表達可能增加癌癥風(fēng)險。平衡細(xì)胞存活與抑制異常增生之間的界線尤需謹(jǐn)慎。
其次要考慮其靶向效率與特異性,在不同組織中精準(zhǔn)調(diào)控 MCL1 和 Bak,避免影響其他細(xì)胞,需要高度靶向技術(shù)。
值得一提的是,目前的研究結(jié)果來源于動物實驗,基于鼠模,但由于毛囊干細(xì)胞機制在人類身上也高度保守,未來還需在人體模型中驗證療效與風(fēng)險。
因此, MCL1這一“保護神”在不同場景中扮演的角色還可能變成“隱患”。所以想將它運用到脫發(fā)治療中,還必須考慮幾個問題:如何只讓它在毛囊中激活,而不影響其他組織?如何避免它長期過量表達?針對不同脫發(fā)類型,是否都適用?
這也意味著,從研究到臨床落地,還有很長的探索之路。
小結(jié)
這項研究為我們提供了一個全新的脫發(fā)視角:并不是所有毛囊問題都出在“沒有干細(xì)胞”,而可能是“干細(xì)胞被過早清除”了。而 MCL-1 就是防止它們“消失”的守護者。
研究中不僅解答了“為何掉發(fā)后不長”的謎題,也為未來開發(fā)更精確、更安全的生發(fā)療法打開了窗口。如果說過去的脫發(fā)研究專注于“讓頭皮更健康”,那么這項研究更像是在為“細(xì)胞存活”守住底線。
參考文獻:
MCL?1 safeguards activated hair follicle stem cells to enable adult hair regeneration - Nature Communications
Researchers Uncover 'Protector Protein' to Revive Hair Growth - Cosmetics and Toiletries
來源:
綜合編譯:Candy Tang