成人干細(xì)胞給身體提供了一個細(xì)胞庫，損壞的或者用完的組織可以從中得以補(bǔ)充。在諸如腸和皮膚之類的器官中——它們需要不斷的更新，這些干細(xì)胞頻繁地分裂。但在其他身體結(jié)構(gòu)（包括毛囊）中，干細(xì)胞保持在一個靜止?fàn)顟B(tài)——它們不繁殖，直到收到來自周圍環(huán)境的信號，告訴它們到了再生的時間了。

這給人的直觀感覺是，干細(xì)胞是一種寶貴的資源，要慎用。然而，科學(xué)家們對于“它們的靜態(tài)是如何被調(diào)控的”還了解甚少，甚至不確定其確切的生物學(xué)功能。最近在《PNAS》上發(fā)表的一項研究中，洛克菲勒大學(xué)哺乳動物細(xì)胞生物學(xué)和發(fā)育實驗室主任Rebecca C. Lancefield教授及其實驗室的研究生Kenneth Lay，對于“使毛囊干細(xì)胞在靜態(tài)和再生活性之間搖擺不定”的生物學(xué)信號，提出了新的見解。

Fuchs說：“在一項早期的研究中，我們實驗室表明，當(dāng)小鼠衰老時，在它們皮膚中的舊脂肪會產(chǎn)生更高水平的分泌信號，稱為BMP。這個信號是毛囊干細(xì)胞上的一個分子制動器，使它們大部分的時間處于靜態(tài)。”

在目前的研究中，Lay確定了由BMP信號激活的一個干細(xì)胞基因，并發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這種基因缺失時，干細(xì)胞在更短的時間間隔內(nèi)長出了頭發(fā)。Fuchs說：“我們起初認(rèn)為，頭發(fā)生長的關(guān)鍵可能就是青春之泉，但是小鼠的皮毛出奇的變薄，并且過早地變成灰色。”

更多的生長和更少的隆突

通常，隨著新的頭發(fā)一起，干細(xì)胞會在創(chuàng)建一個新的隆突，同時確保舊的隆突和舊頭發(fā)留在毛囊內(nèi)。只有新的隆突可以產(chǎn)生另一根新的頭發(fā)，但是舊的隆突被固定住，以保持一層厚厚的和茂密的皮毛。在小鼠中，毛囊可以累積多達(dá)四個這樣的隆突。

Lay和Fuchs制備了缺乏FOXC1的小鼠——通過抑制或敲除產(chǎn)生這個蛋白的基因，他們發(fā)現(xiàn)，動物的毛囊干細(xì)胞需要更多的時間來生出毛發(fā)，但是處于靜態(tài)的時間卻減少了。在過去的九個月里，雖然正常小鼠的毛囊生長出了四根新的頭發(fā)，但是，FOXC1基因敲除小鼠的毛囊卻生出了七倍的新頭發(fā)。Lay解釋說：“敲除的干細(xì)胞進(jìn)入一種過分活躍的狀態(tài)，在這種狀態(tài)中它們不能充分地建立靜態(tài)。”

研究人員還發(fā)現(xiàn)，在FOXC1缺失時，盡管產(chǎn)生了七倍的新頭發(fā)，但毛囊始終只有一根頭發(fā)。這是因為，這些毛囊不能保留它們舊的隆突，雖然它們產(chǎn)生了一種沒有問題的新隆突。隨著干細(xì)胞開始增殖，它們變得越來越不能夠粘在一起。因此，當(dāng)新生的頭發(fā)從毛囊旁邊擠過去時，它們的舊隆突并沒有與毛囊適當(dāng)?shù)剡B在一起。而且自從隆突發(fā)出休眠信號以后，其缺失可更快地激活剩余的干細(xì)胞。

灰頭發(fā)和禿頭

雖然FOXC1基因敲除小鼠的毛囊干細(xì)胞以相對危險的速度產(chǎn)生毛發(fā)，但這種恣意的生長似乎可將它們耗盡。年長的基因敲除小鼠有稀疏的灰色皮毛，它們不能像正常年齡或更年輕小鼠那樣，盡快地再生出皮毛。類似的現(xiàn)象也在小鼠造血干細(xì)胞（它們可產(chǎn)生血細(xì)胞）中有過描述——這些在年輕動物中更活躍的干細(xì)胞，隨著動物的生長似乎變得枯竭。

Fuchs解釋說：“毛囊干細(xì)胞影響黑素細(xì)胞干細(xì)胞的行為，這些細(xì)胞與隆突微環(huán)境共同存在。因此，當(dāng)毛囊干細(xì)胞的數(shù)量隨著年齡增長而下降時，黑素細(xì)胞干細(xì)胞的數(shù)量也隨之下降，從而導(dǎo)致剩下的毛發(fā)過早花白。”隨著年齡的增長會發(fā)生自然脫發(fā)，對此我們還了解甚少，但這些變禿的基因敲除小鼠，可以提供一種模型來進(jìn)行研究。

今年2月份，Science雜志以兩篇論文、一篇評論文章的形式，揭示了脫發(fā)這一過程背后的神秘機(jī)制，闡述了衰老、脫發(fā)與干細(xì)胞之間的關(guān)系。如何讓頭發(fā)再生？科學(xué)家們對此也進(jìn)行了相關(guān)研究。2014年12月，西班牙國立癌癥研究中心進(jìn)行的一項研究，揭示了刺激毛囊生長的一種全新角度。這也為一個更大的問題——如何在成年生物體、尤其是皮膚中再生組織，增加了新的知識。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《PLOS Biology》雜志。而在去年5月份在Cell雜志發(fā)表的一項研究表明，以特定模式和密度拔掉兩百根小鼠毛發(fā)，可以誘導(dǎo)長出1200根新毛發(fā)。