雞皮疙瘩與禿頭之間的關係

為什麼人會起雞皮疙瘩？達爾文也對這個問題好奇過。

為什麼我們會起雞皮疙瘩？大科學家達爾文也思忖過這個問題。對於擁有厚重毛皮的動物來說，雞皮疙瘩或許可以幫助它們抵禦寒冷，但人類似乎沒有從這種反應中得到好處。那麼，為什麼這種特徵會在演化過程中被保留下來呢？

美國「科學日報」網站7月21日報導，哈佛大學科學家領導的一項新研究找到了問題的答案：那些導致雞皮疙瘩產生的細胞，對於調節產生毛囊和頭髮的幹細胞來說也十分重要。當環境變冷時，交感神經會指導肌肉收縮，短時間內在皮膚上產生雞皮疙瘩，同時，毛囊幹細胞變得活躍，並在一段時間後長出新的毛髮。相關論文近期發表在《細胞》雜誌中。

「我們一直對外部刺激調節幹細胞活動的方式很感興趣。皮膚是研究這類問題的絕佳選擇：這裡有多種幹細胞，並且幹細胞周圍還有不同類型的其他細胞。此外，由於身處機體和外界環境之間，這些幹細胞能夠對一系列刺激作出反應。」幹細胞和再生生物學的Alvin & Esta Star副教授Ya-Chieh Hsu說。

器官多由三種組織組成：上皮、間充質和神經。皮膚中的三種組織以一種獨特的方式整合在一起——交感神經在間充質中和一種細小的平滑肌連接在一起。這些平滑肌則與毛囊幹細胞相連。

交感神經和肌肉的聯繫是雞皮疙瘩產生的細胞基礎：寒冷刺激交感神經發送神經信號，肌肉通過收縮和使末端的毛髮直立作出反應。然而，當使用極高解析度的電子顯微鏡檢查皮膚時，研究人員發現交感神經不僅與肌肉相關，還與毛囊幹細胞形成直接連接。事實上，神經纖維像絲帶一樣纏繞著毛囊幹細胞。

「令人吃驚的是，神經細胞與上皮幹細胞之間竟然產生了類似突觸的結構。」Hsu說。

接下來，研究人員證實神經細胞確實靶向了幹細胞。通常情況下，交感神經系統會在恆定低水平下被激活，以維持體內穩態。研究人員此次發現，這種低水平的神經活動也會使幹細胞處於一種準備再生的平衡狀態。當長時間處於低溫條件下時，交感神經被激活的程度更高，釋放出的神經遞質更多，導致幹細胞迅速激活，再生毛囊並長出新的毛髮。

研究人員還發現了維持與毛囊幹細胞的神經連接的「源頭」。當他們移除連接毛囊的肌肉時，發現交感神經縮回，毛囊幹細胞失去與神經的連接。這表明肌肉是連接交感神經和毛囊的必要支撐結構。

除了研究完全成形的毛囊，研究人員還對肌肉和神經最初到達毛囊的方式進行了分析。

「我們發現信號來自於正在發育的毛囊本身。它分泌一種蛋白質來調節平滑肌的形成，然後由平滑肌吸引交感神經。人類成年後，這種相互作用就反過來了——神經和肌肉一起調節毛囊幹細胞再生新的毛囊。」Hsu實驗室的Yulia Shwartz說。

在未來，研究人員將進一步探索外部環境對皮膚幹細胞的影響。

編譯：Max 審稿：alone 責編：雷鑫宇

期刊來源：《細胞》

期刊編號：1097-4172

原文連結：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200720112325.htm

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