《细胞》:哈佛科学家做了一项起鸡皮疙瘩的研究……

来源: 学术经纬  2020-07-22 A- A+

我们为什么会起鸡皮疙瘩?如果你好奇过这个问题,和你一样好奇的还有达尔文。达尔文在关于人类演化的著作中,也曾思考过鸡皮疙瘩。他注意到,动物竖起毛发、羽毛或棘刺来调节体温、求偶或攻击,有助于提高生存优势。但是对于人类来说,汗毛直竖似乎已经没有什么好处了,为什么在演化中一直得以保存?

最近,一项发表在顶尖学术期刊《细胞》上的新研究找到了答案。哈佛大学的许雅捷教授与其合作者发现,那些制造鸡皮疙瘩的细胞们原来另有一项重要的功能:推动毛发的生长。

说起鸡皮疙瘩的产生过程,人们早已了解这需要毛囊周围的神经和小块肌肉相互配合:寒冷或其他外界刺激,触发交感神经发出信号,然后竖毛肌通过收缩,使毛囊中的毛发竖起。

但是,当研究人员使用高分辨率的电子显微镜检查小鼠的皮肤时,发现交感神经不仅与竖毛肌连接,还与毛囊干细胞形成了联系。更确切的说,神经纤维像丝带一样缠绕在毛囊干细胞周围,而竖毛肌则充当了“支架”。

“通常来说,神经元通过突触结构调节可兴奋的细胞,比如其他神经元或是肌肉。但我们很惊讶地发现,它们与上皮干细胞形成了类似突触的结构,这并不是神经元的典型靶标。”许雅捷教授说。

▲围绕着毛囊干细胞,神经和肌肉形成了一个微环境:交感神经分泌神经递质支配毛囊,竖毛肌则支撑着交感神经(图片来源:参考资料[1])

进一步分析显示,这些交感神经通过分泌去甲肾上腺素,调节着毛囊干细胞的活化,从而对毛发进入生长期有着重要影响。在成年小鼠的毛发生长周期,毛囊干细胞会在激活状态和休止状态之间切换:激活状态下,促进细胞增殖,转化为毛发;休止期间,停止生长的发丝慢慢从毛囊脱离,于是我们看到毛发不断经历脱落与生长。

考虑到在寒冷的刺激下,交感神经会变得更活跃,产生更多的去甲肾上腺素,这是不是意味着,寒冷不光可以让皮肤起鸡皮疙瘩,还能通过刺激毛囊干细胞促进长毛?

为了检验这个想法,研究小组设计了一组实验,让一些小鼠生活在5度的寒冷环境中。短短2个小时,小鼠出现了典型的“起鸡皮”反应,毛发竖立起来,说明它们皮肤毛囊周围的交感神经和竖毛肌有着正常的配合。随着时间推移,可以看到交感神经持续激活,产生了更多的去甲肾上腺素,导致毛囊干细胞被更快激活,提前进入再生阶段。果然,到了2周的时候,相比生活在30度温暖环境中的小鼠,长时间的寒冷刺激让小鼠更快地长出了毛发。

▲短时间暴露于寒冷使小鼠毛发竖立;连续2周暴露于寒冷的小鼠,后背上更快地长出了新的毛发(图片来源:参考资料[1])

“我们可以看到,应对外界环境的温度变化,这里有两层反应:起鸡皮疙瘩(竖毛)是在短时间内提供缓解的快速方式,但是寒冷如果持续,这种机制能让干细胞知道,是时候再长出一层新的毛发了。”这项研究的第一作者Yulia Shwartz博士概括道。

参考资料:

[1] Yulia Shwartz et al., (2020) Cell Types Promoting Goosebumps Form a Niche to Regulate Hair Follicle Stem Cells. Cell. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.06.031[2] The real reason behind goosebumps. Retrieved July 21, 2020 from https://medicalxpress.com/news/2020-07-real-goosebumps.html

收藏
扫描二维码,关注新浪医药(sinayiyao)公众号
360°纵览医药全局,365天放送新闻时事,医药资讯轻松一览,
精彩不容错过。
文章评论
综合资讯

综合资讯

即时更新医药相关资讯,打造及时、鲜活资讯平台。

印象笔记
有道云笔记
微信
二维码
意见反馈