肥胖與脫髮之間有沒有必然的聯繫呢?想必很多正在發福與脫髮的人都想知道這個問題的答案。2021 年 6 月 24 日,來自日本東京大學的 Emi K. Nishimura 教授,帶領團隊在國際期刊 Nature 上發表了題為 Obesity accelerates hair thinning by stem cell-centric converging mechanisms 的研究成果,首次報導了在小鼠身上,肥胖是如何通過損害毛囊幹細胞導致脫髮的。
 
研究內容:
毛囊幹細胞(hair follicle stem cells,HFSC)是人類毛囊中具有一定全能性的一種關鍵細胞。在毛囊週期的生長期(Anagen)開始時,HFSC 會被激活,然後分化成其他細胞來週期性修復毛髮的毛幹部分。為了探究肥胖對脫髮的影響,研究人員使用了小鼠高脂飲食模型,並在它們的老年期觀測了小鼠的毛髮情況。
圖片來源:Nature
 
在沒有任何額外處理的情況下,接受高脂飲食小鼠的毛髮比對照組更加稀疏。如果用脫毛處理刺激小鼠進入毛髮再生循環的話,這種差異則變得更加顯著。經歷過多次脫毛處理後,正常體重的小鼠依舊能夠再生出茂盛的毛髮,而肥胖小鼠則出現了明顯的「禿背」特徵。
 
對這些小鼠的毛囊進行染色後,研究團隊發現毛囊幹細胞(HFSC)所處的毛囊隆突部在肥胖和老年小鼠中出現了缺失。通過 GFP 標記的毛囊幹細胞,研究人員發現在肥胖的小鼠中,毛囊幹細胞「離開」了它們所屬的毛囊隆突部,「移動」到了靠近皮膚表面的位置。這些資料表明,肥胖導致的代謝壓力,能夠改變毛囊幹細胞的細胞命運,使它們出現在毛囊的上半部分,而非負責毛髮再生的根部。這種細胞命運的改變,最終會導致毛囊幹細胞的缺失以及隨之而來的脫髮。
 
隨後,研究人員探究了導致毛囊幹細胞細胞命運變化的深層機制。通過微陣列分析,作者首先發現了諸如 MAPK 與 Sonic hedgehog(SHH)等基因在肥胖小鼠的毛囊幹細胞中出現了顯著的下調。RNA-seq 與定量 PCR 的結果則再次驗證了 SHH 的下降。SHH 此前被報道與毛囊的發育以及週期性再生有關,作者因此認為肥胖是通過 SHH 信號通路導致了脫髮。
 
為了進一步驗證 SHH 在肥胖導致的脫髮中的作用,作者通過轉基因小鼠特異性抑制了 HFSC 中的 SHH 通路。在 SHH 被抑制 1 周後,小鼠的 HFSC 就開始減少。僅僅一個月後,小鼠背部就出現了明顯的脫髮。HFSC 的位置也出現了與肥胖小鼠中一樣的「位移」。這些資料表明,SHH 信號通路對於 HFSC 的功能至關重要。
 
在確定了 SHH 信號通路的關鍵角色後,作者探究了是什麼變化導致了 SHH 通路在 HFSC 中的抑制。通過重新審視基因表達資料,作者發現包括 IL-1R 在內的多個炎症通路在 HFSC 被激活了,而這些通路最後都彙集到了一個關鍵炎症因子 – NFκB。同時,HFSC 中也出現了一定程度的氧化損傷以及脂質代謝異常。通過體外與體內實驗,作者證明炎症反應、活性氧類以及脂質誘導的壓力,都能夠顯著抑制 SHH 通路。研究團隊推測是脂質代謝的異常,導致了 HFSC 中炎症反應的發生與氧化損傷,並最終造成了 SHH 通路的抑制。
 
由於 SHH 通路在肥胖導致脫髮機制中的關鍵作用,作者最後使用轉基因手段與激動劑激活了 SHH 通路,並發現肥胖小鼠中的脫發現象得到了明顯的改善。這再一次證明了 SHH 通路在肥胖導致的脫髮中的重要性,並給研究的臨床轉化指明瞭方向。
圖片來源:Nature
 
研究意義:
該研究首次在機制層面深入解讀了肥胖與脫髮之間的聯繫,並發現了毛囊幹細胞與 SHH 通路在這個過程中的關鍵作用。儘管小鼠模型與人類的脫髮之間存在一定的差異,該研究的表型足夠強大,也足以讓人們採取健康的生活方式以控制體重,來達到緩解脫髮的目的。
 
 
以上圖文整理自:站酷海洛Plus

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