皮肤和头发是我们从外部就能看到的人体组织。在处于压力中时，我们的皮肤和头发会发生什么变化？对于这个问题，或许你听到过各种各样的回答，比如“压力导致白头”、“压力导致秃顶”等等。哈佛大学的Ya-Chieh Hsu是一名皮肤干细胞生物学家，她热衷于了解压力会如何影响干细胞生物学和组织生物学。在面对“压力对皮肤和毛发会造成什么影响”的问题时，她发现自己并不能给出令人满意的解答。
一年前，Hsu所领导的研究小组在一项研究中发现，压力会对毛囊中的黑素细胞干细胞产生影响。当时，他们发现压力会激活交感神经系统，耗尽黑素细胞干细胞，导致头发过早变白。现在，Hsu的团队用小鼠研究了压力对另一种干细胞——毛囊干细胞(HFSC)造成的损害的生物机制，证实了压力可能导致脱发。他们将这一发现发表在了近期的《自然》杂志上。
干细胞生物学家Ya-Chieh Hsu。| 图片来源：Jon Chase/Harvard Staff Photographer
在哺乳动物的整个生命过程中，毛囊是为数不多的能够不断经历多次再生的组织之一。因此，毛囊也成为科学家为理解哺乳动物的干细胞生物学的重要研究对象。毛囊有着自然循环的生长期和静息期，这一过程由毛囊干细胞推动。在生长期，毛囊干细胞处于激活状态，能再生毛囊和头发。
在静息期，毛囊干细胞处于静息状态，毛发容易脱落，如果毛囊干细胞一直处于不再生新组织的静息状态，就会导致我们越来越秃。在正常情况下，毛囊的再生速度会随着时间的推移而减慢，也就是说，随着年龄的增长，静息期会逐渐变长。在新研究中，研究人员发现处于慢性应激（长期压力）中的小鼠的毛囊干细胞，会在很长一段时间内都处于不能再生组织的静息状态。
在长期压力下，一种主要的由肾上腺分泌的应激激素——皮质酮会上调，上调的皮质酮水平延长了毛囊干细胞的平静，使毛囊维持在一个更长的静息期中。人体中与之类似的激素是皮质醇，这种激素在压力下也会上调。这表明，应激激素的升高的确会对毛囊干细胞产生负面影响。
在实验中，研究人员试图了解当去除了这些应激激素之后会发生什么。
他们发现，小鼠在缺乏皮质酮的情况下，其毛囊干细胞的静息期会变得非常短，使它们在整个生命周期中可以进入更多有毛囊再生的生长期，即便在它们年迈之时也仍是如此。这表明即使是体内的应激激素是正常的基线水平，也能对静息期产生重要的调控作用，而压力只是强化了原本就存在的“肾上腺-毛囊轴”，使毛囊干细胞更难进入生长阶段，再生出新的毛囊。
在确认了应激激素和毛囊干细胞的活性之间存在这种联系之后，研究人员开始寻找隐藏在这种联系背后的生物机制。他们首先想要知道，应激激素是否是直接调节毛囊干细胞的。他们提取了皮质酮受体来进行检查，结果发现情况并非如此，应激激素实际上是作用于毛囊下的一些被称为真皮乳头的细胞之上的。真皮乳头被认为是激活毛囊干细胞的关键，但在过去，科学家并没有发现当应激激素水平发生改变时，有哪种真皮乳头分泌的因子也会随之改变。
这一次，研究人员发现应激激素会抑制真皮乳头细胞分泌Gas6——这是一种可以激活毛囊干细胞的分子。
在小鼠毛囊下，真皮乳头细胞（绿色）产生能激活毛囊干细胞的Gas6分子。| 图片来源：Hsu Laboratory / Harvard University
他们发现，在正常情况和应激情况下，增加Gas6都可以激活处于静息期的毛囊干细胞，进而促进头发生长。
Hsu的两项研究都表明，压力对毛囊干细胞和黑素细胞干细胞都会产生不利影响，但它们背后的生物机制却有所不同：对于黑素细胞干细胞，压力是通过神经源性信号对其进行直接消耗；而对于毛囊干细胞，压力则是作用于真皮乳头以抑制Gas6分子的表达而间接导致的影响。由于毛囊干细胞并不会被耗尽，因此它还是有可能通过诸如Gas6等分子途径被重新激活。
虽然这些在小鼠身上做出的初步发现还需更进一步的研究才能被安全地应用在人类身上。但是在未来，Gas6途径将有望被开发用于激活干细胞以促进头发生长。除了在促进头发生长方面的潜在应用之外，这项研究的结果对于干细胞生物学还有着更广泛的意义。Hsu说：“当寻找控制干细胞行为的因素时，我们通常观察的是局部皮肤。
虽然有的局部因素也很重要，但我们的研究结果表明，毛囊干细胞活动的主要开关实际上在（距离皮肤很远的）肾上腺之上，它能改变干细胞激活所需的阈值。”研究人员表示，组织生物学与身体生理学是相互关联的，他们正在试图更好地理解这种“跨器官相互作用”。而这次新的研究结果就是一个很好的例子，它表明了若要更好地理解皮肤中的干细胞，我们的思维需要超越皮肤。