研究内容

头发颜色取决于毛囊内不断繁殖的黑素细胞干细胞，当它们获得信号刺激成为成熟细胞

就会分化产生成熟的黑色素细胞，产生负责颜色的色素蛋白。研究人员发现，随着头发老化、脱落，然后重新生长，越来越多的 McSCs 被卡在毛囊的隆突区（hair follicle bulge）。在这里，McSCs 仍然存在，但不会成熟到过渡扩增状态，也无法回到它们的原始位置——毛基质区（hair germ）
此前的理论认为，McSCs 在毛囊干细胞壁龛中以未分化的状态保留，与分化的子代细胞在物理上分离，而子代细胞会随着再生刺激的信号而迁移。
在这项研究中，研究人员使用 3D 活体内成像和 scRNA-seq 技术实时跟踪细胞，观察 McSCs 在每个毛囊内的移动和老化。他们发现大多数 McSCs 在最原始的干细胞状态和成熟的下一阶段（过渡扩增状态）之间转换，以实现自我更新和成熟后代的生成，而这一细胞状态的转换还取决于它们的位置。
这一机制的发现，与常规认知中其他干细胞自我更新的机制并不相同，干细胞分化通常被认为是单向的，没有这种来回转换的模式。同日，Nature 发表了一篇评述文章 Yo-yoing stem cells defy differentiation dogma，认为这项研究挑战了长期以来干细胞分化的教条。
同一研究小组的早期研究表明，McSCs 的成熟和色素产生需要 WNT 信号的刺激。并且发现，McSCs 在毛基质区暴露于 WNT 信号的次数是毛囊的隆突区的数万亿倍。
在小鼠模型中，他们通过拔毛和强制再生加速毛囊的物理老化，发现毛囊中含有 McSCs 的毛囊数量从拔毛前的 15% 增加到接近 50%，这些细胞无法再生或成熟为产生色素的黑色素细胞，因此被拔毛的小鼠表现出了满身白发的表型。
这些研究结果表明，McSCs 的运动和可逆分化是保持头发健康和着色的关键因素。该团队计划研究恢复 McSCs 的运动性或将它们物理移回毛基质区，开发出让白发变为黑发的方法。