▎藥明康德內容團隊編輯
我們為什麼會起雞皮疙瘩?如果你好奇過這個問題,和你一樣好奇的還有達爾文。達爾文在關於人類演化的著作中,也曾思考過雞皮疙瘩。他注意到,動物豎起毛髮、羽毛或棘刺來調節體溫、求偶或攻擊,有助於提高生存優勢。但是對於人類來說,汗毛直豎似乎已經沒有什麼好處了,為什麼在演化中一直得以保存?
最近,一項發表在頂尖學術期刊《細胞》上的新研究找到了答案。哈佛大學的許雅捷教授與其合作者發現,那些製造雞皮疙瘩的細胞們原來另有一項重要的功能:推動毛髮的生長。
說起雞皮疙瘩的產生過程,人們早已了解這需要毛囊周圍的神經和小塊肌肉相互配合:寒冷或其他外界刺激,觸發交感神經發出信號,然後豎毛肌通過收縮,使毛囊中的毛髮豎起。
但是,當研究人員使用高解析度的電子顯微鏡檢查小鼠的皮膚時,發現交感神經不僅與豎毛肌連接,還與毛囊幹細胞形成了聯繫。更確切的說,神經纖維像絲帶一樣纏繞在毛囊幹細胞周圍,而豎毛肌則充當了「支架」。
「通常來說,神經元通過突觸結構調節可興奮的細胞,比如其他神經元或是肌肉。但我們很驚訝地發現,它們與上皮幹細胞形成了類似突觸的結構,這並不是神經元的典型靶標。」許雅捷教授說。
▲圍繞著毛囊幹細胞,神經和肌肉形成了一個微環境:交感神經分泌神經遞質支配毛囊,豎毛肌則支撐著交感神經(圖片來源:參考資料[1])
進一步分析顯示,這些交感神經通過分泌去甲腎上腺素,調節著毛囊幹細胞的活化,從而對毛髮進入生長期有著重要影響。在成年小鼠的毛髮生長周期,毛囊幹細胞會在激活狀態和休止狀態之間切換:激活狀態下,促進細胞增殖,轉化為毛髮;休止期間,停止生長的髮絲慢慢從毛囊脫離,於是我們看到毛髮不斷經歷脫落與生長。
考慮到在寒冷的刺激下,交感神經會變得更活躍,產生更多的去甲腎上腺素,這是不是意味著,寒冷不光可以讓皮膚起雞皮疙瘩,還能通過刺激毛囊幹細胞促進長毛?
為了檢驗這個想法,研究小組設計了一組實驗,讓一些小鼠生活在5度的寒冷環境中。短短2個小時,小鼠出現了典型的「起雞皮」反應,毛髮豎立起來,說明它們皮膚毛囊周圍的交感神經和豎毛肌有著正常的配合。隨著時間推移,可以看到交感神經持續激活,產生了更多的去甲腎上腺素,導致毛囊幹細胞被更快激活,提前進入再生階段。果然,到了2周的時候,相比生活在30度溫暖環境中的小鼠,長時間的寒冷刺激讓小鼠更快地長出了毛髮。
▲短時間暴露於寒冷使小鼠毛髮豎立;連續2周暴露於寒冷的小鼠,後背上更快地長出了新的毛髮(圖片來源:參考資料[1])
「我們可以看到,應對外界環境的溫度變化,這裡有兩層反應:起雞皮疙瘩(豎毛)是在短時間內提供緩解的快速方式,但是寒冷如果持續,這種機制能讓幹細胞知道,是時候再長出一層新的毛髮了。」這項研究的第一作者Yulia Shwartz博士概括道。
當然啦,大家也知道,在另一些情況下,即便再寒冷,我們的毛囊幹細胞也無動於衷,不知道怎麼長出新的毛髮,那就是另一個令人頭冷的故事了……