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代工厂首次夺冠!IFSCC2025最佳基础研究解读

古话有云“笑一笑,十年少;愁一愁,白了头”。压力导致头发变白,似乎是自古以来人尽皆知的常识。但直到近年,科学家才真正开始

古话有云“笑一笑,十年少;愁一愁,白了头”。

压力导致头发变白,似乎是自古以来人尽皆知的常识。但直到近年,科学家才真正开始揭开其背后的生物学面纱。

2020年,哈佛大学一项通过小鼠实验,首次证实在巨大压力下,小鼠的交感神经会释放大量去甲肾上腺素(NE),这种物质会过度激活毛囊中的黑色素干细胞,使其过早地全部耗尽,毛囊便再也无法生产出色素,新长出的毛发自然就是白色的。

这项研究首次为“压力白发”提供了确凿的科学证据,然而由于物种间存在差异,小鼠模型中的发现是否能直接适用于人类,仍需进一步验证。但在人体上进行此类研究面临技术和伦理上的双重挑战,构建能在体外精准模拟人类毛囊生理活动的模型,成为推动研究的关键。

针对这一难题,国际代工厂巨头科丝美诗(COSMAX)研究团队利用类器官技术取得了突破。他们利用前沿的类器官技术,成功在体外培育出“迷你头皮”——带毛发的皮肤类器官,并且这项技术成果获得了今年IFSCC颁发的“最佳基础研究奖”,也是该奖项自设立以来首次由代工厂获此殊荣。

技术拆解

这个“迷你头皮”源自人类多能干细胞,能在培养皿中分化生长,形成包含表皮、真皮、甚至功能性毛囊的复杂三维结构。它不再是简单的细胞平铺,而是一个真正意义上的“器官雏形”,为科学家提供了能够在体外观察和干预人类毛囊活动的窗口。

有了这个强大的模型,研究团队开始着手重现压力导致白发的生物通路。

首先将哈佛研究中发现的关键压力信号分子——去甲肾上腺素(NE),施加到这个“迷你头皮”上,模拟人体在长期慢性压力下的状态。

研究发现,在NE的作用下,原本应该被精准输送到毛囊底部、为新生头发上色的黑色素颗粒,却大量跑到了不相关的表皮层,造成了皮肤表面的异常色素沉着。而作为主角的头发,却因为黑色素供应中断,颜色变得越来越浅。

通过更精细的分子标记,研究者们看到了更深层的危机。毛囊干细胞的标志物SOX2信号急剧减弱,证实了色素干细胞正在被快速消耗。

为了弄清压力信号NE究竟是如何下达这些错误指令的,研究团队动用了单细胞RNA测序技术,深入到每个细胞的“指挥中心”——细胞核,去读取基因表达的变化。

他们发现,NE的破坏作用是双管齐下的:

切断通讯:它破坏了细胞间的正常“通讯网络”。特别是CADM和IGF这两个关键的信号通路被严重干扰。

导致黑色素细胞无法与其他细胞有效协作,生产出的色素颗粒也不知道该往哪里去。

篡改指令:它直接潜入黑色素细胞内部,篡改了基因“生产指令”。如负责让细胞安分守己待在原地的CADM2基因被关闭,而IGFBP7基因则被异常开启,进一步加剧了细胞功能的紊乱。

新美学评析

科丝美诗的此项研究在一个与人体高度相关的模型中,首次系统性地阐释了压力诱导头发变白的细胞和分子机制,为该领域的认知提供了直接的人类生物学证据。

其次,该人源类器官平台是一种有效的动物实验替代方法,符合科研伦理和可持续发展的要求,为化妆品和皮肤科学的功效与安全性评估提供了新的工具。

而且,研究识别出的IGF和CADM信号通路,以及CADM2和IGFBP7等关键基因,构成了白发调控的潜在靶点,未来可通过调节这些通路来预防或延缓压力引起的头发变白。

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