白發(fā)與癌癥有一個意想不到的關(guān)聯(lián)

在生命過程中，人類細(xì)胞會不斷受到各種內(nèi)外因素的影響，進(jìn)而損傷DNA。這種DNA損傷是一個公認(rèn)的衰老和癌癥誘因，但科學(xué)家一直難以厘清二者的具體關(guān)聯(lián)，特別是DNA受損的干細(xì)胞如何隨著時間的推移影響組織健康。

黑色素干細(xì)胞可分化為黑色素細(xì)胞，而后者決定了頭發(fā)和皮膚的顏色。在哺乳動物體內(nèi)，這類干細(xì)胞存在于毛囊的隆突-亞隆突區(qū)域。在這里，它們以未成熟的黑色素母細(xì)胞的形式存在，通過反復(fù)的再生周期，確保頭發(fā)和皮膚維持原有的顏色。

日本東京大學(xué)的Emi Nishimura與Yasuaki Mohri領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊，近日在《自然-細(xì)胞生物學(xué)》在線發(fā)表論文，探討了黑色素干細(xì)胞如何對不同類型DNA損傷做出反應(yīng)。

通過在小鼠體內(nèi)進(jìn)行長期譜系追蹤與基因表達(dá)譜分析，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)黑色素干細(xì)胞的DNA雙鏈斷裂時，會啟動一種衰老耦合分化過程。在這種狀態(tài)下，干細(xì)胞會永久成熟并最終消失，導(dǎo)致頭發(fā)變白。這一過程由p53-p21信號通路的激活來調(diào)控。

當(dāng)黑色素干細(xì)胞暴露于特定致癌物，如7.12-二甲基苯并(a)蒽或紫外線輻射時，它們將不再遵循上述保護(hù)路徑。即使存在DNA損傷，這些干細(xì)胞也會避開衰老耦合分化，并持續(xù)自我更新。在周圍組織與表皮釋放的KIT配體信號作用下，它們會發(fā)生克隆擴(kuò)增。這些來自微環(huán)境的信號阻斷了保護(hù)性分化反應(yīng)，將干細(xì)胞推向癌癥易感狀態(tài)。

“這些發(fā)現(xiàn)表明，同一群干細(xì)胞會依據(jù)壓力類型與微環(huán)境信號，走向兩種相反的命運(yùn)——要么耗盡，要么擴(kuò)增?！盢ishimura表示，“這一研究重新定義了頭發(fā)變白與黑色素瘤的關(guān)系，即二者并非不相關(guān)的事件，而是干細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)的不同結(jié)果?！?/p>

研究人員強(qiáng)調(diào)，他們的發(fā)現(xiàn)并不意味著頭發(fā)變白就能預(yù)防癌癥。相反，衰老分化更像是一種由壓力觸發(fā)的防御機(jī)制，可以在受損干細(xì)胞產(chǎn)生危害前將其清除。當(dāng)這一保護(hù)機(jī)制失效或被繞過時，那些受損的干細(xì)胞便會存活下來，并可能引發(fā)黑色素瘤。

科學(xué)家指出，通過揭示決定干細(xì)胞“保護(hù)性耗竭”或“危險性擴(kuò)增”的分子通路，該研究將組織衰老生物學(xué)與癌癥發(fā)生機(jī)制聯(lián)系起來。同時，它還強(qiáng)調(diào)了通過“衰老分解”自然清除受損干細(xì)胞的重要性，這一生物學(xué)過程通過犧牲可能變?yōu)槟[瘤的細(xì)胞來預(yù)防癌癥。